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动作捕捉系统用于绳索牵引康复机器人轨迹规划与验证

动作捕捉系统用于绳索牵引康复机器人轨迹规划与验证

客      户
西安电子科技大学
关  键 词
动作捕捉、绳索牵引康复机器人、上肢运动轨迹测量、多杆机构优化
被捕捉物
人体上肢、绳索牵引康复机器人、多杆机构
核心配置
8个NOKOV Mars 2H动作捕捉镜头

近年来,疾病和事故引起的运动障碍患者数量不断增加,人们对康复医疗的需求也不断提高,康复机器人得到了迅速的发展。将机器人技术与康复治疗相结合,通过机械结构驱动肢体进行重复运动,从而刺激和重建运动神经系统,可帮助肢体恢复运动功能。

绳索牵引驱动机器人是一种通过绳索代替刚性杆件作为驱动元件的康复机器人。其结构简单,惯性小,机构相对较轻,运动速度也较快,具有较高的负重比率,可实现模块化,具有可重构性,并且制造维护的费用较低,近年来在国内外引起广泛关注。

NOKOV 光学三维动作捕捉系统来测量人走路时上肢向前摆动的角度和上肢长度等参数

西安电子科技大学机电工程学院段清娟副教授团队开发的绳索牵引机器人,以两杆系统模拟上下臂,三杆系统模拟上下臂加手,实验过程中需要以人自然走动时的上肢向前摆动角度范围来规划多杆运动轨迹,团队使用了NOKOV 光学三维动作捕捉系统来测量人走路时上肢向前摆动的角度和上肢长度等参数。实验者的肩关节、肘关节、腕关节和手末端贴上反光标记点(marker点),并在跑步机上自然走动。得到自然状态下上肢数据后便可规划轨迹,多杆系统以垂直于地面为初始位置,首先通过加速再匀速最后减速的规律使多杆位于身前的最高位置即最大角度处停止,然后再以相同的规律返回起始位置。30s 为一个周期,模拟上臂在运动过程中的状态。

NOKOV 光学三维动作捕捉系统测出实际轨迹

除规划多杆轨迹外,实验团队还对多杆机构配置做了优化,利用蒙特卡罗方法优化电机位置和转动距离,在保证规划的轨迹在力旋量可行工作空间内的前提下使得力旋量可行工作空间最大。使用已经优化出的配置,搭建两杆机构和三杆机构进行实验。用NOKOV 光学三维动作捕捉系统测出实际轨迹,用传感器测出绳索拉力,与计算出的轨迹与拉力理论值对比,验证了优化方法的正确性。



划浆运动分析|光学动作捕捉系统在体育训练中的应用

基于NOKOV度量光学动作捕捉系统,华中科技大学体育学院对划浆运动进行高精度三维重建与生物力学分析,实现动作细节捕捉、关节运动轨迹还原及力学参数输出,助力科学训练与运动表现优化。

水下多面手 协同、花飞、操纵、越障不在话下!

NOKOV度量水下动作捕捉系统广泛应用于水下机器人研究,助力实现水下高精度控制、协同、操纵等任务。

IEEE TRO 双无人机协同远距离稠密建图

上交董伟老师、MBZUAI左星星老师IEEE TRO上发表飞行协同立体视觉系统,通过两架无人机的宽基线协同配置,实现了最远70米的稠密三维建图,相对误差为2.3%至9.7%。度量动捕提供无人机高精度位姿数据,助力验证本文提出的相对位姿估计算法精度。

惯性式上肢动作捕捉系统开发

西安交通大学机械工程学院陕西省智能机器人重点实验室施虎老师团队利用惯性传感器开发了一套低成本、高灵活性的上肢动作捕捉系统,为机械臂遥操作任务提供了更自然、更高效的人机交互方案。NOKOV度量光学动作捕捉系统提供了人体上肢运动的高精度位置和姿态数据,助力惯性动捕系统性能评估。
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