機(jī)械式運(yùn)動(dòng)捕捉依靠機(jī)械裝置來跟蹤和測量運(yùn)動(dòng)，典型的系統(tǒng)由多個(gè)關(guān)節(jié)和剛性連桿組成。在可轉(zhuǎn)動(dòng)的關(guān)節(jié)中裝有角度傳感器，可以測得關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角度的變化。裝置運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)角度傳感器的數(shù)據(jù)和連桿的長度，可以得出A點(diǎn)在空間的運(yùn)動(dòng)軌跡。實(shí)際上，裝置上任何一點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡都可以求出。剛性連桿也可以換成長度可變的伸縮桿，用位移傳感器測量其長度的變化。
運(yùn)動(dòng)捕捉的一種應(yīng)用形式是將欲捕捉的運(yùn)動(dòng)物體與機(jī)械結(jié)構(gòu)相連，物體運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)機(jī)械裝置運(yùn)動(dòng)，從而被傳感器記錄下來。另一種形式是用帶角度傳感器的關(guān)節(jié)和連桿構(gòu)成一個(gè)“可調(diào)姿態(tài)的數(shù)字模型”，其形狀可以模擬人體，也可以模擬其它動(dòng)物、物體。使用者根據(jù)劇情的需要，調(diào)整模型的姿勢(shì)，然后鎖定。關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)被角度傳感器測量記錄，依據(jù)這些角度和模型的機(jī)械尺寸，計(jì)算出模性的姿態(tài)。這些姿態(tài)數(shù)據(jù)傳給動(dòng)畫軟件，使其中的角色模型也做出一樣的姿勢(shì)，這是一種較早出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)捕捉裝置。
直到現(xiàn)在仍有一定的市場，國外給這種裝置起了個(gè)很形象的名字：“猴子”。但“猴子”較難用于連續(xù)動(dòng)作的實(shí)時(shí)捕捉，需要操作者不斷根據(jù)劇情要求，調(diào)整“猴子”的姿勢(shì)，很麻煩，主要用于靜態(tài)造型捕捉和關(guān)鍵幀的確定。
現(xiàn)代的機(jī)械式運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)則不必再去調(diào)整模型的姿態(tài)，而是可以實(shí)時(shí)采集人體的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，只需利用一套外骨骼系統(tǒng)將角度傳感器固定在表演者的身上，就可以進(jìn)行人體的動(dòng)作數(shù)據(jù)采集。
優(yōu)點(diǎn)：
成本低，它的花費(fèi)可能只是光學(xué)式運(yùn)動(dòng)捕捉的1/4，電磁式捕捉的1/2。裝置定標(biāo)簡單，精度也較高。可以很容易地做到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)捕捉，還可以容許多個(gè)角色同時(shí)表演。
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