本实用新型涉及一种动态采集系统，具体涉及一种对手部动作进行捕捉的机械臂控制系统。
背景技术：
随着网络技巧的发展，机械手的联网操作问题也是以后发展的方向。工业机器人是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。工业机械手的是工业机器人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械人的研制和生产已成为高技术领域内，迅速发展起来的一门新兴的技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手虽然还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，抓举重物的力量比人手力大的特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用。我国塑料机械已成为机械制造业发展最快的行业之一，年需求量在不断的加大。我国塑料机械产业的高速发展主要有以下两个大因素：一是对高技术含量装备的需求所带来的设备更新及陈旧设备的淘汰；二是海内塑料加工产业的高速发展，对塑料机械的需求旺盛。
现有的机械手臂都是根据预设的程序进行工作，工作死板，实用性不强，无法承担较为复杂的工作。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种新的机械臂控制方法，目的在于提供一种对手部动作进行捕捉的机械臂控制系统，解决现有的机械手臂都是根据预设的程序进行工作，工作死板，实用性不强，无法承担较为复杂的工作的问题。
本实用新型通过下述技术方案实现：
一种对手部动作进行捕捉的机械臂控制系统，包括上位机、与上位机连接的手部动作采集模块和与上位机连接的机械手模块；
上位机：接收手部动作采集模块发送的数字信号，将接收到的数字信号转化为控制信号后发送给机械手模块；
手部动作采集模块：采集人的手部运动，将采集到的手部动作转化为数字信号发送给上位机；
机械手模块：接收上位机发送的控制信号，根据控制信号控制机械手动作。
所述手部动作采集模块包括与上位机连接的上位传感器、与上位机连接的下位处理器、与下位处理器连接的中间传感器和与下位处理器连接的末端传感器；
上位传感器：检测自身的三轴运动状态处理为上位运动数据发送给上位机；
下位处理器：接收中间传感器发送的中间运动数据和末端传感器发送的末端运动数据，整合为下位运动数据发送给上位机；
中间传感器：检测自身的三轴运动状态处理为中间运动数据发送给下位处理器；
末端传感器：检测自身的三轴运动状态处理为末端运动数据发送给下位处理器。
所述机械手模块包括与上位机连接的现场控制器、连接在现场控制器上的机械手臂、连接在现场控制器上的机械手掌、连接在现场控制器上的机械手指、连接在现场控制器上的手臂反馈传感器、连接在现场控制器上的手掌反馈传感器、连接在现场控制器上的手指反馈传感器；
现场控制器：接收上位机发送的控制信号，结合手臂反馈传感器发送的手臂反馈信号后对机械手臂发送手臂控制信号，结合手掌反馈传感器发送的手臂反馈信号后对机械手掌发送手掌控制信号，结合手指反馈传感器发送的手臂反馈信号后对机械手指发送手指控制信号；
机械手臂：接收现场控制器发送的手臂控制信号进行动作；
机械手掌：接收现场控制器发送的手掌控制信号进行动作；
机械手指：接收现场控制器发送的手指控制信号进行动作；
手臂反馈传感器：检测手臂的动作，将检测结果作为手臂反馈信号发送给现场控制器；
手掌反馈传感器：检测手掌的动作，将检测结果作为手掌反馈信号发送给现场控制器；
手指反馈传感器：检测手指的动作，将检测结果作为手指反馈信号发送给现场控制器。
在系统工作时，上位传感器安装在待测手的手臂上，中间传感器安装在待测手的手掌上，末端传感器安装在待测手的手指上。由于上位传感器安装在手臂上，上位传感器采集自身的三轴运动状态即为手臂的三轴运动状态，同理中间传感器检测手掌的运动状态、末端传感器检测手指的运动状态，中间传感器和末端传感器将检测到的数据发送给下位处理器，下位处理器将中间传感器发送的数据与末端传感器发送的数据整合后发送给上位机，上位机将下位机发送的数据与上位传感器发送的数据按相同时间进行数据匹配后发送控制信号给现场控制器，现场控制器对控制信号进行提取处理，将上位传感器的发送的上位运动数据提取出来，结合手臂反馈传感器发送的手臂反馈信号后，处理成手臂控制信号发送给机械臂；将中间传感器的发送的中间运动数据提取出来，结合手掌反馈传感器发送的手掌反馈信号后，处理成手掌控制信号发送给机械手掌；将末端传感器的发送的末端运动数据提取出来，结合手指反馈传感器发送的手指反馈信号后，处理成手指控制信号发送给机械手指，机械手臂、机械手掌，机械手指根据相应的控制信号进行动作。
所述机械手指的数量至少为一，所述下位处理器数量至少与机械手指的数量相同。每个机械手指都与一个待测的手指对应，同时每个下位处理器对应一个手指，因此，下位处理器的数量至少与机械手指的数量相同。
所述连接在下位处理器上的末端传感器数量至少与下位处理器的数量相同。末端传感器连接在手指上，每个下位处理器对应一个手指，因此末端传感器的数量至少与下位处理器的数量相同。
所述连接在下位处理器上的中间传感器数量为一。一般情况下，一个手臂上只会连接一个手掌，因此一套系统中只需要一个中间传感器就可使系统正常工作。
本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本实用新型一种对手部动作进行捕捉的机械臂控制系统，采用捕捉人手部的运动对机械臂进行控制，无需复杂的编程，适应性强；
2、本实用新型一种对手部动作进行捕捉的机械臂控制系统，采用树型拓扑结构，模块化设计便于扩展。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：
图1为本实用新型系统结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
实施例
如图1所示，本实用新型一种对手部动作进行捕捉的机械臂控制系统，用于捕捉手臂、手掌以及一个手指的运动实现对机械手臂的控制，包括上位机、与上位机连接的上位传感器、与上位机连接的下位处理器、与下位处理器连接的中间传感器、与下位处理器连接的末端传感器、与上位机连接的现场控制器、连接在现场控制器上的机械手臂、连接在现场控制器上的机械手掌、连接在现场控制器上的机械手指、连接在现场控制器上的手臂反馈传感器、连接在现场控制器上的手掌反馈传感器、连接在现场控制器上的手指反馈传感器；所述上位机采用Intel Xeon E5处理器的微机，数据库采用硬盘，下位处理器采用MC9S12H，现场控制器采用S12MagniV，所述上位传感器、中间传感器、下位传感器、手臂反馈传感器、手掌反馈传感器和手指反馈传感器均采用MPU6050三轴陀螺仪芯片，三轴陀螺仪能同时测定6个方向的位置，移动轨迹，加速。在系统工作时，上位传感器安装在待测手的手臂上，中间传感器安装在待测手的手掌上，末端传感器安装在待测手的手指上。由于上位传感器安装在手臂上，上位传感器采集自身的三轴运动状态即为手臂的三轴运动状态，同理中间传感器检测手掌的运动状态、末端传感器检测手指的运动状态，中间传感器和末端传感器将检测到的数据发送给下位处理器，下位处理器将中间传感器发送的数据与末端传感器发送的数据整合后发送给上位机，上位机将下位机发送的数据与上位传感器发送的数据按相同时间进行数据匹配后发送控制信号给现场控制器，现场控制器对控制信号进行提取处理，将上位传感器的发送的上位运动数据提取出来，结合手臂反馈传感器发送的手臂反馈信号后，处理成手臂控制信号发送给机械臂；将中间传感器的发送的中间运动数据提取出来，结合手掌反馈传感器发送的手掌反馈信号后，处理成手掌控制信号发送给机械手掌；将末端传感器的发送的末端运动数据提取出来，结合手指反馈传感器发送的手指反馈信号后，处理成手指控制信号发送给机械手指，机械手臂、机械手掌，机械手指根据相应的控制信号进行动作。
所述连接在上位机上的下位处理器数量为二，其中一个下位处理器对应一个手指，另一个空闲备用，所述连接在下位处理器上的末端传感器数量至少与下位处理器的数量相同。末端传感器连接在手指上，每个下位处理器对应一个手指，因此末端传感器的数量至少与下位处理器的数量相同。所述连接在下位处理器上的中间传感器数量为一。一般情况下，一个手臂上只会连接一个手掌，因此一套系统中只需要一个中间传感器就可使系统正常工作。
上位机：接收下位处理器发送的下位运动数据和上位传感器发送的上位运动数据，将上位运动数据与下位运动数据匹配后形成动态数据，将动态数据发送到数据库；
上位传感器：检测自身的三轴运动状态处理为上位运动数据发送给上位机；
下位处理器：接收中间传感器发送的中间运动数据和末端传感器发送的末端运动数据，整合为下位运动数据发送给上位机；
中间传感器：检测自身的三轴运动状态处理为中间运动数据发送给下位处理器；
末端传感器：检测自身的三轴运动状态处理为末端运动数据发送给下位处理器；
机械手臂：接收现场控制器发送的手臂控制信号进行动作；
机械手掌：接收现场控制器发送的手掌控制信号进行动作；
机械手指：接收现场控制器发送的手指控制信号进行动作；
手臂反馈传感器：检测手臂的动作，将检测结果作为手臂反馈信号发送给现场控制器；
手掌反馈传感器：检测手掌的动作，将检测结果作为手掌反馈信号发送给现场控制器；
手指反馈传感器：检测手指的动作，将检测结果作为手指反馈信号发送给现场控制器。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。