reBot Arm B601-RS MIT 位置控制入门指南

6+1 DOF · RobStride · CAN @ 1 Mbps · MIT 位置控制 · 温度保护 · 安全回零 · 开源 Python 接口

MotorBridge 是面向 RobStride / Damiao 等电机的 Python CAN 控制 SDK。rebot_control 在此之上封装了面向 reBot Arm B601-RS 的 MIT 位置控制接口：YAML 配置、独立关节限速、MOS 温度三级保护，以及 Esc / Ctrl+C / stop() 触发的平滑回零。

本教程帮助你完成：环境准备 → CAN 配置 → 运行示例 → 作为库二次开发。

重要安全提示

• 本项目仅提供控制接口，不包含软件关节限位或工作空间限位。 你设置的目标角度会直接下发给电机。
• 请将机械臂限制在约 70% 工作空间内运行。 超出工作空间长时间停留可能导致二号关节电机进入堵转保护，机械臂可能掉落。
• 首次使用请用小角度、低速度测试，并确认周围无遮挡、人员远离工作半径。

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项目特点

1. MIT 位置控制
   默认 200 Hz 持续发送 MIT 位置指令；各关节独立速度限制，控制环内做速度平滑。

2. 6+1 电机支持
   J1–J6 为机械臂关节，J7（CAN ID 7）为末端夹爪，统一用 set_joint_angles / set_joint_angle 控制。

3. 三级温度保护
   实时监控各电机 MOS 温度：报警继续运行 → 高温缓慢回零后失能 → 紧急失能（不回零）。

4. 安全退出与回零
   Esc / Ctrl+C / arm.stop() 触发 smoothstep 轨迹缓慢回零；回零中再次 Ctrl+C 可立即中止并失能。

5. YAML 配置驱动
   CAN 通道、温度阈值、回零参数、电机 kp/kd 均在 config/rebotarm_rs.yaml 中配置，改参数无需改代码。

6. 可二次开发
   分层清晰（配置层 / 接口层 / 示例层），可直接 from rebot import ReBotRSMITController 作为库调用。

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规格参数

本教程硬件由 矽递科技 Seeed Studio 提供。

参数	规格
机械臂型号	reBot Arm B601-RS Assembled Kit with Gripper
自由度	6+1（含夹爪）
活动半径	754.7 mm（含夹爪） / 587.5 mm（无夹爪）
负载能力	额定负载 2.5 kg / 最大负载 5 kg
关节运动范围	J1: ±150° / J2: 220° ~ 0° / J3: 220° ~ 0° / J4: ±90° / J5: ±90° / J6: ±180° / 夹爪: 345° ~ 0°
重复定位精度	0.1 mm
自重	6.7 kg
伺服电机	RobStride 06 × 3 / RobStride 00 × 4（含夹爪）
通信方式	CAN Bus @ 1 Mbps
工作电压	DC 48V
电源	DC 48V 15A
工作温度	-20°C ~ 50°C
控制方式	PC

本工程中的电机映射

关节序号	CAN ID	型号	说明
J1	1	RS06	基座
J2	2	RS06
J3	3	RS06
J4	4	RS00
J5	5	RS00
J6	6	RS00	腕关节
J7	7	RS00	末端夹爪

支持的软件能力（本仓库）

能力	支持状态
MIT 位置控制	✅
关节独立限速	✅
夹爪控制（CAN ID 7）	✅
MOS 温度监控与三级保护	✅
安全回零 / 紧急失能	✅
YAML 配置	✅
Python 库调用	✅
正/逆运动学（Pinocchio）	❌（见 reBotArm_control_py）
MeshCat 仿真	❌（见上方仓库）

关节电机参数

参数	RobStride 00	RobStride 06
额定电压	48V	48V
额定电流	4.7 Apk ± 10%	14.3 Apk ± 10%
峰值电流	15.5 Apk ± 10%	57 Apk ± 10%
额定扭矩	5 N.m	11 N.m
峰值扭矩	14 N.m	36 N.m
额定转速	100 rpm ± 10%	100 rpm ± 10%
空载最大转速	315 rpm ± 10%	480 rpm ± 10%
减速比	10 : 1	9 : 1
控制接口	CAN @ 1 Mbps	CAN @ 1 Mbps
控制模式	MIT / Speed / Position / Torque	MIT / Speed / Position / Torque

材料清单（BOM）

部件	数量	是否包含
reBot Arm B601-RS 机械臂	1	✅
CANABLE / PCAN-USB 等 CAN 适配器	1	✅
电源适配器 (DC 48V 15A)	1	✅
USB-C 线缆	1	✅
夹爪	1	✅

环境要求

项目	要求
Python	3.10+
操作系统	Ubuntu 22.04+（推荐）
通信接口	CAN 接口（默认 can0）
电源要求	DC 48V 15A
依赖	motorbridge、pyyaml；可选 pynput（Esc 键）

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安装步骤

步骤 1. 克隆仓库

git clone https://github.com/LAN-GER/rebot_control.git
cd rebot_control

步骤 2. 安装依赖

pip install motorbridge pynput pyyaml

tip

pynput 用于 Esc 键监听。未安装时仅 Esc 功能失效，Ctrl+C 与 arm.stop() 仍然有效。

步骤 3. 配置 CAN 接口

# 查看接口（PCAN-USB 等）
sudo modprobe peak_usb   # 若使用 PEAK 适配器
ip -br link

# 设置 can0 波特率为 1 Mbps（RobStride 默认）
sudo ip link set can0 down 2>/dev/null
sudo ip link set can0 up type can bitrate 1000000

caution

USB CAN 适配器重新插拔后，通常需要再次执行上述 ip link 配置。

步骤 4.（可选）调整配置文件

编辑 config/rebotarm_rs.yaml：

配置	说明	默认值
can.channel	CAN 接口名	can0
can.host_id	主机 ID	0xFD
control.control_hz	MIT 指令发送频率（非运动速度）	200 Hz
control.telemetry_hz	温度读取频率	2 Hz
temperatures.alarm_c	温度报警阈值	80°C
temperatures.return_zero_c	高温回零阈值	125°C
temperatures.disconnect_c	紧急失能阈值	140°C
return_zero.max_speed_deg_s	普通回零峰值速度	30°/s
return_zero.thermal_max_speed_deg_s	高温触发的回零峰值速度	30°/s
return_zero.min_time_s	最短回零时间	3.0 s
return_zero.settle_time_s	回零到位后保持时间	0.30 s
motors	电机 ID / 型号 / MIT kp / kd	见 YAML

YAML 中未填写的项使用代码默认值；填写不存在的键会直接报错，便于发现笔误。

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代码结构

rebot_control/
├── config/
│   └── rebotarm_rs.yaml            # CAN / 电机 / 温度 / 回零
├── rebot/
│   ├── __init__.py                 # 公共 API
│   ├── config.py                   # 配置加载与校验
│   └── controller.py               # ReBotRSMITController
└── examples/
    ├── _bootstrap.py               # 路径引导 + 等待到位辅助
    ├── quick_start.py              # 教程 1：快速开始
    ├── custom_config.py            # 教程 2：指定配置
    ├── monitor_status.py           # 教程 3：状态监控
    ├── single_joint_adjust.py      # 教程 4：单关节 + 夹爪
    ├── read_joint_angles.py        # 教程 5：读实际位置
    ├── stop_options.py             # 教程 6：停止选项
    ├── recommended_structure.py    # 教程 7：推荐结构
    └── mit_position_control.py     # 完整可编辑演示

分层说明：

• 配置文件：可调参数的单一来源。
• 配置层：load_config() → ControllerConfig。
• 接口层：纯控制逻辑，不硬编码演示参数。
• 示例层：目标角度、速度与运行流程。

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功能说明

MIT 控制与速度平滑

• control_hz（默认 200 Hz）只决定指令发送频率。
• 实际运动速度由 set_max_speeds([...]) 决定（单位：度/秒）。
• set_joint_angles() 只更新目标；控制环按限速逐步把发送角度逼近目标。

tip

若设完目标后立刻调用 stop()，可能几乎看不到向目标的运动。示例中使用 wait_for_command_targets()（见 examples/_bootstrap.py）等待发送角度接近目标后再回零。

连接与使能顺序

connect() 内部顺序为：注册电机 → 切 MIT 模式 → 使能 → 读取当前机械位置（作为目标初值，避免使能后突然跳动）。RobStride 的 mechPos (0x7019) 需在使能后才可稳定读取。

被动读位置场景（教程 5）在 connect() 后调用 disable_motors() 失能，即可手动推动机械臂并持续读取角度。

三级温度保护

阈值（默认）	行为
≥ 80°C	温度报警（每个电机每次超温边沿只报一次），继续运行
≥ 125°C	停止运动，按高温回零峰值速度缓慢回零后失能
≥ 140°C	立即紧急失能，不回零

安全回零

回零使用 smoothstep 轨迹。总时长为：

duration = max(min_time_s, 各关节按峰值速度估算所需时间)

其中峰值速度取 max_speed_deg_s（普通）或 thermal_max_speed_deg_s（高温）。默认二者均为 30°/s，min_time_s 为 3.0 s。

退出方式	行为
Esc / 第一次 Ctrl+C / arm.stop()	缓慢回零 → 失能 → 关闭 CAN
回零过程中第二次 Ctrl+C	立即中止回零并失能
通信异常	紧急失能，不尝试回零

单位约定

场景	单位
外部 API（角度、速度）	度、度/秒
MotorBridge MIT 内部	弧度、弧度/秒

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调用教程

以下示例均从项目根目录运行。每个脚本顶部有 Expected motion / 预期动作，启动时也会打印 [Expected / 预期] 一行，便于对照学习。

教程	文件	命令
1. 快速开始	examples/quick_start.py	python3 examples/quick_start.py
2. 指定配置	examples/custom_config.py	python3 examples/custom_config.py
3. 状态监控	examples/monitor_status.py	python3 examples/monitor_status.py
4. 单关节+夹爪	examples/single_joint_adjust.py	python3 examples/single_joint_adjust.py
5. 读实际位置	examples/read_joint_angles.py	python3 examples/read_joint_angles.py
6. 停止选项	examples/stop_options.py	python3 examples/stop_options.py default
7. 推荐结构	examples/recommended_structure.py	python3 examples/recommended_structure.py
完整演示	examples/mit_position_control.py	python3 examples/mit_position_control.py

1. 快速开始（quick_start.py）

预期动作：J1 以约 15°/s 转到 +20°，其余关节与夹爪保持 0°；到位后缓慢回零并失能。

python3 examples/quick_start.py

流程：start() → set_max_speeds() → set_joint_angles() → 等待到位 → stop()。

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2. 指定配置文件（custom_config.py）

python3 examples/custom_config.py
python3 examples/custom_config.py config/rebotarm_rs.yaml

预期动作：J1 → +15°（约 15°/s），其余为 0°，然后回零。

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3. 运行中监控状态（monitor_status.py）

python3 examples/monitor_status.py

预期动作：J1 → +30°；终端持续打印目标 / 发送 / MOS 温度。按 Esc 或 Ctrl+C 结束并回零。

说明：

• 目标 vs 发送：发送角度会滞后于目标（限速平滑）。
• 温度：读 arm.last_temperatures 即可，无需自己轮询 CAN。

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4. 单关节微调与夹爪（single_joint_adjust.py）

python3 examples/single_joint_adjust.py

默认目标：

J1	J2	J3	J4	J5	J6	J7 夹爪
+25°	+15°	+15°	-15°	0°	0°	180°

joint_id：1–6 为臂关节，7 为夹爪（CAN ID 7）。

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5. 读取实际位置（read_joint_angles.py）

python3 examples/read_joint_angles.py

预期动作：

1. connect()：切 MIT 模式并使能（建立通信），读取当前角度作为目标初值。
2. disable_motors()：立即失能，便于手动推动机械臂。
3. 终端以约 30 Hz 持续打印各关节实际角度；手动改变姿态时读数应随之变化。
4. 按 Ctrl+C 结束；stop(return_to_zero=False) 关闭 CAN，不回零。

本示例不调用 start()，因此不会启动 MIT 控制线程，也不会下发运动目标。

代码流程：

arm.connect()           # MIT → 使能 → 读当前角度
arm.disable_motors()    # 失能，手臂可手动推动

while True:
    actual = arm.read_joint_angles()  # 约 30 Hz
    print(actual)

# Ctrl+C 后
arm.stop(return_to_zero=False, wait=True)

tip

read_joint_angles() 会同步访问 CAN（依次读取 7 个电机的 mechPos），实际频率受总线往返时间限制。示例目标为 30 Hz；若单次读取耗时较长，实际频率可能低于 30 Hz。在 MIT 控制运行中监控下发进度时，用 get_command_angles() 即可，无需高频调用 read_joint_angles()。

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6. 安全停止选项（stop_options.py）

各模式先让 J1 运动到约 +20°，再按模式停止：

python3 examples/stop_options.py default      # 缓慢回零后失能（推荐）
python3 examples/stop_options.py no_return    # 不回零，直接失能
python3 examples/stop_options.py async        # stop(wait=False) + wait_until_stopped()
python3 examples/stop_options.py emergency    # 紧急失能，不回零

danger

no_return / emergency 会让机械臂停在非零姿态并失能，请确认周围安全、必要时用手扶住。

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7. 推荐程序结构（recommended_structure.py）

演示 try / except / finally，确保异常时也能安全 stop()。

python3 examples/recommended_structure.py

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完整参数演示（mit_position_control.py）

在文件顶部修改 TARGET_ANGLES（长度 7）与 JOINT_SPEEDS_DEG_S，然后运行：

python3 examples/mit_position_control.py

默认示例：J1 → +50°（20°/s），其余与夹爪为 0°；终端刷新目标 / 发送 / 温度；Esc / Ctrl+C 回零退出。

danger

MIT 模式下机械臂仍可能较快运动。请保证人员与设备远离工作半径，并限制在约 70% 工作空间内。

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作为库调用

最小示例

from rebot import ReBotRSMITController

arm = ReBotRSMITController()  # 自动加载 config/rebotarm_rs.yaml

arm.start(enable_esc=True)
arm.set_max_speeds([15.0] * 7)
arm.set_joint_angles([20.0, 0, 0, 0, 0, 0, 0])  # J1–J6 + 夹爪 J7

# 需要自行等待运动完成，再 stop；参见 examples/quick_start.py
arm.stop()  # 缓慢回零 → 失能 → 关闭 CAN

指定配置与夹爪

from rebot import (
    ReBotRSMITController,
    load_config,
    GRIPPER_JOINT_ID,
)

arm = ReBotRSMITController(load_config("config/rebotarm_rs.yaml"))
arm.start()
arm.set_max_speeds([20.0] * 7)
arm.set_joint_angles([25, 15, 15, -15, 0, 0, 0])
arm.set_joint_angle(GRIPPER_JOINT_ID, 180.0)  # 夹爪 = J7

被动读取实际位置

from rebot import ReBotRSMITController

arm = ReBotRSMITController()
arm.connect()           # MIT → 使能 → 读当前角度
arm.disable_motors()    # 失能，便于手动推动

actual = arm.read_joint_angles()
print(actual)

arm.stop(return_to_zero=False, wait=True)  # 关闭 CAN，不回零

控制器生命周期

MIT 运动控制：

创建 → start() → set_max_speeds() → set_joint_angles() / set_joint_angle() → … → stop()

被动读位置（不下发运动）：

创建 → connect() → disable_motors() → read_joint_angles() → … → stop(return_to_zero=False)

主要 API

方法 / 属性	说明
connect()	连接 CAN、切 MIT、使能后读当前角度；start() 内部会自动调用
disable_motors()	失能所有电机，不关闭 CAN（便于手动推动后读位置）
start(enable_esc=True, install_signal_handlers=True)	启动控制与温度线程
set_joint_angles(angles_deg)	设置 7 个目标角度（度）
set_joint_angle(joint_id, angle_deg)	设置单个关节 / 夹爪（1–7）
set_max_speeds(speeds_deg_s)	设置 7 个最大速度（度/秒）
get_target_angles() / get_command_angles()	目标 / 平滑发送角度
read_joint_angles()	同步读实际机械位置（度）；会占用 CAN
last_temperatures	各电机 MOS 温度
is_stopped	安全停止是否完成
stop(return_to_zero=True, wait=True)	停止（默认回零）
request_stop(..., emergency=True)	高级停止 / 紧急失能

导出常量：GRIPPER_MOTOR_ID = 7，GRIPPER_JOINT_ID = 7。

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FAQ

• Permission denied / 无法打开 can0
  确认 CAN 接口已 up，且当前用户有权限访问网络设备。必要时使用 sudo 配置 ip link，或检查 udev 规则。

• 电机无响应 / 使能失败

  1. 确认波特率为 1 Mbps；
  2. 确认 config/rebotarm_rs.yaml 中 channel、host_id、电机 ID 与实机一致；
  3. USB CAN 重新插拔后需重新执行 ip link。

• 设了角度但几乎不动
  set_joint_angles() 只改目标。请设置合理的 set_max_speeds()，并等待发送角度逼近目标后再 stop()。参考 examples/quick_start.py。

• 夹爪不动作
  夹爪为 J7 / CAN ID 7。set_joint_angles 必须传入 7 个数，最后一个为夹爪；或使用 set_joint_angle(7, angle)。

• 读实际位置超时 / 读不到角度
  mechPos 需在 MIT 模式并使能后才可稳定读取。教程 5 使用 connect() 完成使能后再 disable_motors() 失能，即可手动推动并持续读取。若 ensure_mode 或读参数超时，请检查 CAN 接线、终端电阻与电机供电。

• 温度报警刷屏
  当前实现为边沿触发 + 滞回去抖：同一超温过程每个电机只报警一次；温度降到 alarm_c - 2°C 以下后才会再次报警。

• 二号关节堵转保护 / 机械臂掉落
  常见于超出约 70% 臂展工作空间并长时间停留。请将机械臂断电再上电清除保护，并缩小目标角度与停留范围。

• 通信异常后行为
  控制环通信失败时程序会紧急失能且不回零，避免在错误通信下继续运动。

• 与 Pinocchio / MeshCat / 重力补偿教程的关系
  本仓库专注 MIT 位置控制接口。运动学、轨迹仿真与重力补偿请参考：reBotArm_control_py 及 Seeed Wiki《Pinocchio 与 MeshCat 入门》。

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联系方式

• 项目仓库: https://github.com/LAN-GER/rebot_control
• 技术支持 / Issue: https://github.com/LAN-GER/rebot_control/issues
• 论坛: Seeed Studio Forum

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参考文档

• MotorBridge SDK
• reBotArm_control_py（运动学 / 仿真 / 重力补偿）
• RobStride 电机相关文档
• 本仓库中文 README：README_zh.md