[发明专利]仿生机械手控制系统和仿生机械手

说明书

本发明公开了仿生机械手控制系统和仿生机械手。涉及自动控制领域，其中，系统包括：用于检测并采集手势信息的第一传感器；用于接收手势信息，并将手势信息转化为仿生机械手的控制驱动信号的手势识别系统上位机；用于与手势识别系统上位机通过IPV6网络进行连接，接收并传输控制驱动信号的下位机控制器，控制驱动信号传输时，通过IPV6协议加密方式进行对控制驱动信号进行加密和对应的解密，以及用于接收控制驱动信号，并根据控制驱动信号驱动仿生机械手的电机，实现对仿生机械手控制的机械手控制器。增加传输网络的安全性，同时由于IPV6使用更小的路由表，能够减少路由器中路由表的长度，提高了控制驱动信号的传输效率，能够实时对仿生机械手进行控制。

技术领域

本发明涉及自动控制领域，尤其是涉及一种仿生机械手控制系统和仿生机械手。

背景技术

目前，在一些恶劣环境下的危险作业需要人工进行，例如地震发生后对于坍塌建筑下的生命财产挖掘救援，军事行动中战场危险环境下的拆弹作业，还有太空环境下的对于设备的出舱维修等工作，现有的机械操作设备存在着灵活度不高，难以控制等缺点，但是在这些情况下，人工作业不仅危险系数高，操作者的生理和心理压力承受度有限，这些危险环境下的操作可能会造成生命和财产的巨大损失。因此基于安全和效率的考虑下，仿生机械手的应用越来越广泛，其既能够保障操作者的生命财产安全，又能够高效灵活的完成危险环境下的必要作业。

但是目前的仿生机械手多是通过IPV4协议方式进行控制信号传输，其传输效率低，导致控制信号不能对机械手进行实时控制，有可能造成生命和财产的巨大损失，同时传输网络的安全性差，有可能受到干扰改变控制信号，导致控制操作失误。因此需要提出一种能够提高仿生机械手控制驱动信号传输效率和安全性的仿生机械手控制系统。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种仿生机械手控制系统，能够提高仿生机械手控制驱动信号的传输效率和安全性。

第一方面，本发明的一个实施例提供了：一种仿生机械手控制系统，用于控制仿生机械手，包括：

第一传感器：用于检测并采集手势信息；

手势识别系统上位机：用于接收所述手势信息，并将所述手势信息转化为所述仿生机械手的控制驱动信号；

下位机控制器：用于与所述手势识别系统上位机通过IPV6网络进行连接，接收并传输所述控制驱动信号，所述控制驱动信号传输时，通过IPV6协议加密方式进行对所述控制驱动信号进行加密和对应的解密；

机械手控制器：用于接收所述控制驱动信号，并根据所述控制驱动信号驱动所述仿生机械手的电机，实现对所述仿生机械手的控制。

进一步地，所述第一传感器为leap motion传感器，用于识别检测区域的手势动作，采集所述手势动作中包含的手势信息，所述手势信息包括：位置信息、动作信息、运动信息。

进一步地，将所述手势信息转化为所述仿生机械手的控制驱动信号具体包括：

根据所述手势信息与所述仿生机械手之间的映射关系得到所述仿生机械手的每个手指指尖与手掌中心的位置关系；

根据所述位置关系分别计算得到每个手指舵机对应的驱动信号，所述驱动信号为脉冲宽度调制信号。

进一步地，所述手势识别系统上位机与所述下位机控制器通过IPV6网络连接具体包括：通过socket编程建立所述手势识别系统上位机的客户端与所述下位机控制器的服务端之间的连接，建立连接成功后，采用TCP协议进行所述控制驱动信号的传输。

进一步地，还包括图像采集设备与所述机械手控制器连接，实时采集所述仿生机械手的动作画面，并将所述动作画面回传至所述手势识别系统上位机。