MyActuator X 系列电机入门指南

本文将介绍如何开始使用 MyActuator 系列电机，以及如何在 reComputer Mini Jetson Orin 上使用 Python 和 ROS 控制它们。

规格参数

以下是所有电机型号的完整参数表：

参数	X2-7	X4-10	X4-36	X8-120	X12-320	X15-450
减速比	28.17	12.6	36	19.61	20	20.25
输入电压 (V)	24	24	24	48	48	72
空载转速 (RPM)	178	317	111	158	125	108
空载输入电流 (A)	1	1	0.9	1.6	2.7	3.5
额定转速 (RPM)	142	238	83	127	100	98
额定扭矩 (N.m)	2.5	4	10.5	43	85	145
额定输出功率 (W)	37	100	100	574	900	1480
额定相电流 A(rms)	3	7.8	6.1	17.6	30	25
峰值扭矩 (N.m)	7	10	34	120	320	450
峰值相电流 A(rms)	8.1	19.5	21.5	43.8	100	69.2
效率 (%)	63	69.5	63.1	79	75	82.4
电机反电动势常数 (Vdc/Krpm)	4.3	6	6	19.2	17.9	29.9
模块扭矩常数 (N.m/A)	0.8	0.8	1.9	2.4	3.3	5.8
电机相电阻 (Ω)	0.61	0.32	0.35	0.18	0.12	0.08
电机相电感 (mH)	0.13	0.14	0.17	0.31	0.05	0.14
极对数	13	13	13	10	20	20
三相连接方式	Y
反驱扭矩 (N.m)	0.4	0.8	1.14	3.21	3.8	4
背隙 (弧分)	12	10	10	10	10	10
输出轴承类型	深沟球轴承		交叉滚子轴承
轴向承受力 (KN)	0.25	1.2	1.3	4	4.5	5.4
轴向应力 (KN)	0.25	1.2	1.3	1	4.5	5.4
径向载荷 (KN)	1	1.2	1.5	4.5	5	6
惯量 (Kg.cm²)	0.17	0.25	0.3	1.5	12.9	31.6
编码器类型及接口	双编码器 ABS-17BIT (输入) / 17-18BIT (输出)
控制精度 (度)	<0.01
通信方式	CAN 总线 / EtherCAT
重量 (Kg)	0.26	0.33	0.36	1.40	2.37	3.50
绝缘等级	F

RMD-X V4 系列命名规则

• RMD: 品牌名称 R-减速器 M-电机 D-驱动
• X2: X 代表系列名称：集成行星执行器，2 表示电机型号，例如：X2 X4 X6 X8 等
• P28: 行星齿轮比，例如：P12 P28 P32 等
• 7: 峰值扭矩 7N.m
• E: 通信方式 E: CAN BUS 和 EtherCAT

主要特点

1. CAN BUS 和 EtherCAT
2. 交叉滚子轴承
3. 双编码器
4. 高扭矩密度
5. 高精度
6. 中空设计

入门指南

使用前的环境准备

PC上的Windows系统

• 下载 对应产品手册。

• 下载 MYACTUATOR_Setup Software_V4.0.zip。

• 解压 MYACTUATOR_Setup Software_V4.0.zip 并安装以下内容：

  • 位于 Required Runtime Environment\ZLGUSBCAN_Driver 目录中的 USBCAN_AllInOne_x86_x64_2.0.0.1.exe
  • 位于 Required Microsoft Runtime Libraries 目录中的 MSVBCRT.AIO.2019.10.19.X86 X64.exe

连接电路

这里我们选择了 X4-36 电机，其接口图如下所示。

端口定义	端口描述
① VCC	电源正极
② GND	电源负极
③ CAN_H	CAN_H 网络信号端
④ CAN_L	CAN_L 网络信号端
⑤ EtherCAT_IN	EtherCAT 输入端
⑥ EtherCAT_OUT	EtherCAT 输出端
⑦ T+	主机向模块发送控制命令
⑧ T-	模块向主机发送状态反馈
⑨ R+	主机反映模块状态数据
⑩ R-	模块反映主机控制命令

这里我们使用 CAN 通信方式，需要额外的 USB-CAN 接口通过 Windows 上位机进行调试。

此处需要为电机提供单独的 24V 电源，并将 USB 连接到您的电脑。

使用 MYACTUATOR Setup Software 250206.exe 测试电机

设置 ID 并连接	读取电机信息	校准电机	校准电机	运行电机旋转测试
默认电机 ID 为 1。输入 ID 为 1 并点击“连接”。	连接后，点击“读取”以获取电机的当前信息。	首次使用时，点击“校准电机”进行校准。	校准完成后，点击“读取”和“保存”。	现在可以在电机运行部分测试不同的电机控制模式。

有关更多详细功能，请参考包含在 MYACTUATOR_Setup Software_V4.0.zip 文件中的 Setup Software Instruction Manual - V3.0.pdf。

使用 ​reComputer Mini Jetson Orin 控制电机

目前市场上电机最常见的 CAN 通信接口使用 XT30 (2+2) 和 JST 接头。我们的 reComputer Mini Jetson Orin 设备配备了 双 XT30 (2+2) 接口 和 基于 JST 的 CAN 接口，提供无缝兼容性。

有关 CAN 使用的更多详细信息，请参考此 wiki。

启用 CAN 接口

步骤1： 在使用 CAN0 和 CAN1 之前，请移除底部盖板并将两个 120Ω 终端电阻设置为 ON 位置。

步骤2： 通过 XT30 (2+2) 接口将电机直接连接到 reComputer Mini 的 CAN0。

danger

此电源仅用于单电机学习和测试。对于多个电机，请设计单独的电源板，并将 Jetson 的电源与电机电源隔离，以避免高电流直接通过 Jetson。

启用 Jetson CAN 通信

打开终端并输入以下命令，将 GPIO 引脚拉高以激活 CAN0：

gpioset --mode=wait 0 43=0

如果使用 JST 接口的 CAN1，请将引脚 106 拉高。

gpioset --mode=wait 0 106=0

保持此终端打开，启动一个新终端并配置 CAN0。

sudo modprobe mttcan
sudo ip link set can0 type can bitrate 1000000
sudo ip link set can0 up

构建 Python 和 C++ 环境

步骤1： 克隆 SDK。

git clone https://github.com/ZhuYaoHui1998/myactuator_rmd.git

步骤2： 此驱动 SDK 需要安装以下依赖项。对于 Debian Linux，可以通过以下命令安装：

sudo apt-get install -y build-essential cmake
sudo apt install linux-modules-extra-5.15.0-1025-nvidia-tegra # 对于 Jetson Jetpack 6.0

如果需要使用 Python 绑定，还需额外安装 Python 3、pip 和 pybind11：

sudo apt-get install -y python3 python3-pip python3-pybind11 python3-setuptools

安装依赖项后，需按照以下步骤将驱动 SDK 安装为 C++ 库或 Python 包。两者都将使用 CMake 编译 C++ 代码。

构建 C++ 库

要构建 C++ 驱动 SDK，请在此文件夹中打开一个新终端并执行以下命令。在较旧版本的 Linux 上，构建可能会失败并显示错误消息 error: 'const struct can_frame' has no member named 'len'，需要应用 issue 5 中讨论的代码修改。

cd ~/myactuator_rmd
mkdir build
cd build
cmake .. -D PYTHON_BINDINGS=on
make -j $(nproc)
sudo make install

标志 PYTHON_BINDINGS（默认为关闭）会额外构建 Python 绑定。如果只需使用 C++ 库，可以忽略此标志。当以这种方式构建 Python 绑定时，它们将被编译为共享库但不会安装。这意味着需要手动安装库，或者只能在构建文件夹中本地导入它们。

要卸载该包，可以使用以下命令：xargs rm < install_manifest.txt。

构建 Python 库

要构建并安装此 SDK 的 Python 绑定，请在主文件夹中打开一个新终端并执行以下命令：

cd ~/myactuator_rmd
pip3 install .

这将使用 setup.py 调用 CMake 并将绑定安装为 C++ 库。如果需要移除它们，只需调用 pip3 uninstall myactuator-rmd-py。

使用 C++ 控制

1. 创建项目目录结构
   在代码 src 目录下创建项目目录，例如命名为 myactuator_example，并在子目录下创建一个 src 文件夹。

cd ~/myactuator_rmd
mkdir -p ~/myactuator_rmd/src/myactuator_example/src  
cd ~/myactuator_rmd/src/myactuator_example  

2. 编写 CMakeLists.txt
   在 ~/myactuator_rmd/src/myactuator_example/CMakeLists.txt 文件中写入以下内容：

touch CMakeLists.txt

cmake_minimum_required(VERSION 3.20)  
project(myactuator_example)  

# 查找 myactuator_rmd 库  
find_package(myactuator_rmd REQUIRED)  

# 创建可执行文件  
add_executable(myactuator_node  
src/main.cpp  
)  

# 使用 C++17 标准  
target_compile_features(myactuator_node PUBLIC  
cxx_std_17  
)  

# 链接 myactuator_rmd 库  
target_link_libraries(myactuator_node PUBLIC  
myactuator_rmd::myactuator_rmd  
)  

3. 编写 main.cpp
   在 ~/myactuator_rmd/src/myactuator_example/src/main.cpp 文件中写入以下代码：

touch src/main.cpp

#include <cstdlib>
#include <iostream>
#include <myactuator_rmd/myactuator_rmd.hpp>

int main() {
myactuator_rmd::CanDriver driver {"can0"};
myactuator_rmd::ActuatorInterface actuator {driver, 1};

std::cout << actuator.getVersionDate() << std::endl;
std::cout << actuator.sendPositionAbsoluteSetpoint(180.0, 500.0) << std::endl;
actuator.shutdownMotor();
return EXIT_SUCCESS;
}

4. 构建项目

cd ~/myactuator_rmd/src/myactuator_example
mkdir build && cd build
cmake .. -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release
make

5. 运行程序

sudo ./myactuator_node

前提条件

• CAN 接口 can0 必须正确配置（确保电机和 CAN 总线正确连接）。
• myactuator_rmd 库必须正确安装（如果未安装，请先安装）。

有关更多 C++ 实现细节，请参考 myactuator_rmd.hpp 中的所有内容。我们将详细介绍 Python 的使用方法。

使用 Python 控制

在目录 ~/myactuator_rmd/src/myactuator_example 下创建一个名为 scripts 的文件夹，用于存储 Python 脚本。

cd ~/myactuator_rmd/src/myactuator_example
mkdir scripts

获取版本号

在 scripts 目录下创建一个名为 test.py 的自定义 Python 脚本，并填入以下代码。

import myactuator_rmd_py as rmd
import time

# 初始化 CAN 驱动和执行器接口
driver = rmd.CanDriver("can0")  # 使用 can0
actuator = rmd.ActuatorInterface(driver, 1)  # CAN ID 设置为 1

# 获取版本号
print("版本号:", actuator.getVersionDate())

加载库并继续为特定网络接口（此处为 can0）和驱动（此处为 1，对应 CAN 地址 0x140 + 1 = 0x141）创建驱动。

获取电机状态

# -*- coding: gbk -*-
import myactuator_rmd_py as rmd
import time
driver = rmd.CanDriver("can0")
actuator = rmd.ActuatorInterface(driver, 1)

# 电机状态 1
status1 = actuator.getMotorStatus1()
print(f"""
电机状态 1:
温度: {status1.temperature}°C
刹车状态: {'已释放' if status1.is_brake_released else '已锁定'}
电压: {status1.voltage}V
错误代码: {status1.error_code}
""")

# 电机状态 2
status2 = actuator.getMotorStatus2()
print(f"""
电机状态 2:
温度: {status2.temperature}°C
电流: {status2.current}A
轴速度: {status2.shaft_speed} RPM
轴角度: {status2.shaft_angle}°
""")

# 电机状态 3
status3 = actuator.getMotorStatus3()
print(f"""
电机状态 3:
温度: {status3.temperature}°C
相位 A 电流: {status3.current_phase_a}A
相位 B 电流: {status3.current_phase_b}A
相位 C 电流: {status3.current_phase_c}A
""")

## 扭矩计算

import myactuator_rmd_py as rmd
from myactuator_rmd_py.actuator_constants import X4_24  # 根据您的电机型号导入

def get_normalized_torque(actuator):
    """从电流计算归一化扭矩"""
    # 获取电流值
    status = actuator.getMotorStatus2()
    current = status.current
    
    # 计算归一化扭矩（电流/额定值）
    torque_ratio = current / X4_24.rated_current
    actual_torque = torque_ratio * X4_24.rated_torque
    return actual_torque

# 使用示例
driver = rmd.CanDriver("can0")
actuator = rmd.ActuatorInterface(driver, 1)

try:
    while True:
        torque = get_normalized_torque(actuator)
        print(f"当前扭矩: {torque:.3f} Nm (额定: {X4_24.rated_torque} Nm)", end='\r')
        time.sleep(0.1)
except KeyboardInterrupt:
    actuator.shutdownMotor()

控制模式

• 获取当前控制模式

# -*- coding: gbk -*-
import myactuator_rmd_py as rmd
import time
driver = rmd.CanDriver("can0")
actuator = rmd.ActuatorInterface(driver, 1)
mode = actuator.getControlMode()
print(f"当前控制模式: {mode}")

• 绝对位置控制

# -*- coding: gbk -*-
import myactuator_rmd_py as rmd
import time
driver = rmd.CanDriver("can0")
actuator = rmd.ActuatorInterface(driver, 1)

# 移动到 180 度位置，速度为 100 度/秒
actuator.sendPositionAbsoluteSetpoint(180.0, 300.0)
time.sleep(5)  # 等待电机到达目标位置

# 获取当前位置
angle = actuator.getMultiTurnAngle()
print(f"当前位置: {angle}°")

time.sleep(5)
mode = actuator.getControlMode()
print(f"当前控制模式: {mode}")
actuator.shutdownMotor()

您将看到电机旋转到 180 度位置。

• 相对位置控制

import myactuator_rmd_py as rmd
import time
driver = rmd.CanDriver("can0")
actuator = rmd.ActuatorInterface(driver, 1)

# 从当前位置再移动 90 度
current_angle = actuator.getMultiTurnAngle()
target_angle = current_angle + 90.0
actuator.sendPositionAbsoluteSetpoint(target_angle, 50.0)
time.sleep(3)
angle = actuator.getMultiTurnAngle()
print(f"当前位置: {angle}°")
mode = actuator.getControlMode()
print(f"当前控制模式: {mode}")
actuator.shutdownMotor()

您将观察到电机逆时针旋转 90 度。

• 速度控制

# -*- coding: gbk -*-
import myactuator_rmd_py as rmd
import time
driver = rmd.CanDriver("can0")
actuator = rmd.ActuatorInterface(driver, 1)

# 连续旋转，速度为 500 RPM
actuator.sendVelocitySetpoint(500.0)
time.sleep(15)

# 停止电机
actuator.stopMotor()

# 获取当前位置
angle = actuator.getMultiTurnAngle()
print(f"当前位置: {angle}°")

mode = actuator.getControlMode()
print(f"当前控制模式: {mode}")

• 扭矩控制

# -*- coding: gbk -*-
import myactuator_rmd_py as rmd
import time
driver = rmd.CanDriver("can0")
actuator = rmd.ActuatorInterface(driver, 1)

# 施加 0.5A 电流（扭矩）
actuator.sendCurrentSetpoint(0.5)
time.sleep(2)

# 停止扭矩输出
actuator.stopMotor()

# 获取当前位置
angle = actuator.getMultiTurnAngle()
print(f"当前位置: {angle}°")

mode = actuator.getControlMode()
print(f"当前控制模式: {mode}")

• 闭环运动控制

# -*- coding: gbk -*-
import myactuator_rmd_py as rmd
import time

# 初始化
driver = rmd.CanDriver("can0")
actuator = rmd.ActuatorInterface(driver, 1)

# 带反馈的位置控制
feedback = actuator.sendPositionAbsoluteSetpoint(180.0, 100.0)
time.sleep(5)
print(feedback)

    
# 带反馈的速度控制
feedback = actuator.sendVelocitySetpoint(20.0)
time.sleep(5)
print(feedback)
    
# 带反馈的扭矩控制
torque_constant = 0.32  # 根据电机型号设置
feedback = actuator.sendTorqueSetpoint(1.5, torque_constant)
time.sleep(5)
print(feedback)

actuator.stopMotor()

电机刹车控制

# -*- coding: gbk -*-
import myactuator_rmd_py as rmd
import time
driver = rmd.CanDriver("can0")
actuator = rmd.ActuatorInterface(driver, 1)

# 启用刹车
actuator.lockBrake()
print("刹车已启用")

# 释放刹车
actuator.releaseBrake()
print("刹车已释放")

电机电源控制

# -*- coding: gbk -*-
import myactuator_rmd_py as rmd
import time
driver = rmd.CanDriver("can0")
actuator = rmd.ActuatorInterface(driver, 1)

# 关闭电机电源
actuator.shutdownMotor()
print("电机电源已关闭")

编码器功能

• 获取多圈编码器位置

# -*- coding: gbk -*-
import myactuator_rmd_py as rmd
import time
driver = rmd.CanDriver("can0")
actuator = rmd.ActuatorInterface(driver, 1)
encoder_pos = actuator.getMultiTurnEncoderPosition()
print(f"多圈编码器位置: {encoder_pos}")

• 将当前位置设置为零点（需要重启）

# -*- coding: gbk -*-
import myactuator_rmd_py as rmd
import time
driver = rmd.CanDriver("can0")
actuator = rmd.ActuatorInterface(driver, 1)
actuator.setCurrentPositionAsEncoderZero()
print("当前位置已设置为编码器零点")

• 设置自定义零点（需要重启）

# -*- coding: gbk -*-
import myactuator_rmd_py as rmd
import time

driver = rmd.CanDriver("can0")
actuator = rmd.ActuatorInterface(driver, 1)

# 获取当前位置作为零点
current_pos = actuator.getMultiTurnEncoderOriginalPosition()
print(f"原始编码器位置: {current_pos}")

# 设置零点偏移
actuator.setEncoderZero(current_pos)
print(f"编码器零点已设置为: {current_pos}")

# 重启以应用设置
actuator.shutdownMotor()
time.sleep(1)  # 等待关闭
actuator = rmd.ActuatorInterface(driver, 1)  # 重新初始化

# 验证
new_pos = actuator.getMultiTurnEncoderPosition()
print(f"重启后的位置（应接近 0）: {new_pos}")

加速度设置

# -*- coding: gbk -*-
import myactuator_rmd_py as rmd
import time
from myactuator_rmd_py.actuator_state import AccelerationType

# 初始化
driver = rmd.CanDriver("can0")
actuator = rmd.ActuatorInterface(driver, 1)

## 获取初始加速度
print(f"初始加速度: {actuator.getAcceleration()}")

actuator.setAcceleration(5000, AccelerationType.POSITION_PLANNING_ACCELERATION)

## 获取修改后的加速度
print(f"修改后的加速度: {actuator.getAcceleration()}")

# 设置不同的加速度类型
actuator.setAcceleration(1000, AccelerationType.POSITION_PLANNING_ACCELERATION)
actuator.setAcceleration(800, AccelerationType.POSITION_PLANNING_DECELERATION)
actuator.setAcceleration(1200, AccelerationType.VELOCITY_PLANNING_ACCELERATION)
actuator.setAcceleration(1000, AccelerationType.VELOCITY_PLANNING_DECELERATION)

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