Introducción a Pinocchio y MeshCat para reBot Arm B601-DM

traj_sim_geodesic

Brazo robótico de 6 GDL · Soporte multi-motor · Solucionador de cinemática · Planificación de trayectorias · Completamente de código abierto

📖 Introducción

reBotArm Control es una biblioteca de control en Python para el brazo robótico reBot Arm B601, que proporciona una solución completa desde el control de motor de bajo nivel hasta el cálculo de cinemática de alto nivel.

✨ Funciones principales

🦾 Soporte de doble modelo — B601-DM (motores Damiao) y B601-RS (motores RobStride)
🧮 Solucionador de cinemática — Cinemática directa/inversa basada en Pinocchio
🛤️ Planificación de trayectorias — Trayectoria geodésica en SE(3) + seguimiento CLIK
🔧 Configuración flexible — Archivo de configuración YAML para una rápida adaptación de hardware

⚙️ Inicio rápido

Requisitos

Elemento	Requisito
Python	3.10+
Sistema operativo	Ubuntu 22.04+
Interfaz de comunicación	Puente serie USB2CAN o interfaz CAN

Pasos de instalación

Paso 1. Instalar uv (si no está instalado)

curl -LsSf https://astral.sh/uv/install.sh | sh

Paso 2. Sincronizar entorno (instalar todas las dependencias)

git clone https://github.com/vectorBH6/reBotArm_control_py.git
cd reBotArm_control_py
uv sync

tip

uv sync creará automáticamente un entorno virtual (si no existe) e instalará todas las dependencias según pyproject.toml y uv.lock.

🔌 Configuración de hardware

Predeterminado: puente serie Damiao USB2CAN

reBot Arm B601-DM utiliza por defecto el módulo de puente serie Damiao USB2CAN.

Conexión de hardware:

Conecta el módulo USB2CAN a tu ordenador mediante un cable USB
El sistema lo reconocerá automáticamente como el dispositivo /dev/ttyACM0

Verificación de configuración:

# Check device
ls /dev/ttyACM0

# Scan motors
motorbridge-cli scan --vendor damiao --transport dm-serial \
    --serial-port /dev/ttyACM0 --serial-baud 921600

Opcional: interfaz CAN estándar

Usando otros adaptadores USB-CAN (CANable, PCAN, etc.):

# Start CAN interface
sudo ip link set can0 up type can bitrate 500000

# Verify interface
ip -details link show can0

Configuración de la marca de motor

Marca de motor	Transmisión	Configuración	Tasa de baudios
Damiao	Puente serie	`dm-serial`	921600
Damiao	Interfaz CAN	`socketcan`	500000
RobStride	Interfaz CAN	`socketcan`	500000

tip

Para motores Damiao que usan puente serie, se debe establecer --transport dm-serial
Regla de ID de feedback: feedback_id = motor_id + 0x10

📁 Estructura del proyecto

reBotArm_control_py/
├── config/                     # Configuration files
│   └── robot.yaml              # Joint parameter configuration
├── example/                    # Example programs
│   ├── Debug Tools/
│   │   ├── 1_damiao_text.py        # Single motor console
│   │   └── 2_zero_and_read.py      # Zero calibration
│   ├── Kinematics Tests/
│   │   ├── 5_fk_test.py            # Forward kinematics
│   │   └── 6_ik_test.py            # Inverse kinematics
│   ├── Real Machine Control/
│   │   ├── 7_arm_ik_control.py     # IK real-time control
│   │   ├── 8_arm_traj_control.py   # Trajectory planning
│   │   └── 9_gravity_compensation.py  # Gravity compensation
│   └── sim/                    # Simulation tools
├── reBotArm_control_py/        # Core library
│   ├── actuator/               # Actuator module
│   ├── kinematics/             # Kinematics module
│   ├── controllers/            # Controller module
│   └── trajectory/             # Trajectory planning module
├── urdf/                       # URDF model
└── README.md

🎮 Programas de ejemplo

Herramientas de depuración

1️⃣ Consola de un solo motor (`1_damiao_text.py`)

Prueba de un solo motor mediante el SDK motorbridge con tres modos de control.

Uso:

uv run python example/1_damiao_text.py

Comandos interactivos:

Comando	Descripción
`mit <pos_deg> [vel kp kd tau]`	Modo MIT
`posvel <pos_deg> [vlim]`	Modo POS_VEL
`vel <vel_rad_s>`	Modo velocidad
`enable` / `disable`	Activar/Desactivar
`set_zero`	Establecer posición cero
`state`	Ver estado

2️⃣ Calibración de cero y monitor de ángulo (`2_zero_and_read.py`)

Configura automáticamente todos los ceros de las articulaciones y muestra los ángulos articulares en tiempo real.

Uso:

uv run python example/2_zero_and_read.py

Pruebas de cinemática

5️⃣ Prueba de cinemática directa (`5_fk_test.py`)

Calcular la pose del efector final a partir de los ángulos de las articulaciones.

Entrada: 6 ángulos articulares (grados)

Salida:

Posición del efector final (X, Y, Z) — Unidad: metros
Matriz de rotación (3×3)
Ángulos de Euler (Roll/Pitch/Yaw) — Unidad: grados

Ejemplo:

uv run python example/5_fk_test.py
> 0 0 0 0 0 0
> 45 -30 15 -60 90 180

6️⃣ Prueba de cinemática inversa (`6_ik_test.py`)

Resolver los ángulos articulares a partir de la pose deseada del efector final.

Formato de entrada:

Solo posición: <x> <y> <z> (metros)
Posición + orientación: <x> <y> <z> <roll> <pitch> <yaw> (grados)

Ejemplo:

uv run python example/6_ik_test.py
> 0.25 0.0 0.15              # Position only
> 0.25 0.0 0.15 0 0 0        # Position + Orientation

Control de máquina real

Configuración de permisos

Antes de ejecutar los ejemplos de control de máquina real, necesitas configurar los permisos del dispositivo:

# Set serial device permission (Damiao USB2CAN)
sudo chmod 666 /dev/ttyACM0

# Or for CAN interface (e.g., can0)
sudo chmod 666 /dev/can0

7️⃣ Control IK en tiempo real (`7_arm_ik_control.py`)

Control del efector final en tiempo real basado en el solucionador IK.

Comandos interactivos:

Comando	Descripción
`x y z [roll pitch yaw]`	Pose objetivo del efector final
`state`	Ver estado actual/objetivo
`pos`	Posición actual del efector final
`q/quit/exit`	Salir

Uso:

uv run python example/7_arm_ik_control.py
> 0.3 0.0 0.2
> 0.3 0.1 0.25 0 0.5 0

8️⃣ Control de planificación de trayectorias (`8_arm_traj_control.py`)

Planificación de trayectorias geodésicas en SE(3) + seguimiento CLIK.

Formato de entrada:

x y z [roll pitch yaw] [duration]

Parámetros:

x, y, z: Posición objetivo (metros)
roll, pitch, yaw: Orientación objetivo (radianes)
duration: Duración del movimiento (segundos), por defecto 2.0 s

Uso:

uv run python example/8_arm_traj_control.py
> 0.3 0.0 0.3 0 0.4 0 2.0

9️⃣ Control de compensación de gravedad (`9_gravity_compensation.py`)

Compensa la gravedad de las articulaciones utilizando el modelo dinámico de Pinocchio.

Ley de control:

tau = g(q)          — Gravity feedforward
pos = current motor position  — Joint position follows current position
kp = 2,  kd = 1     — Unified stiffness/damping for all motors

Comportamiento esperado:

El brazo robótico puede "flotar" en cualquier postura
No caerá por su propio peso cuando se suelte
Se puede mover manualmente a cualquier posición

Uso:

uv run python example/9_gravity_compensation.py

Salida:

Visualización en tiempo real del par esperado para cada articulación (N·m)
Pulsa Ctrl+C para detener y desconectar

📄 Licencia

Este proyecto es de código abierto bajo la Licencia MIT.

☎ Contáctanos

Soporte técnico: Submit Issue
Repositorio: GitHub

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Requisitos​

Pasos de instalación​

Paso 1. Instalar uv (si no está instalado)​

Paso 2. Sincronizar entorno (instalar todas las dependencias)​

🔌 Configuración de hardware​

Predeterminado: puente serie Damiao USB2CAN​

Opcional: interfaz CAN estándar​

Configuración de la marca de motor​

📁 Estructura del proyecto​

🎮 Programas de ejemplo​

Herramientas de depuración​

1️⃣ Consola de un solo motor (1_damiao_text.py)​

2️⃣ Calibración de cero y monitor de ángulo (2_zero_and_read.py)​

Pruebas de cinemática​

5️⃣ Prueba de cinemática directa (5_fk_test.py)​

6️⃣ Prueba de cinemática inversa (6_ik_test.py)​

Control de máquina real​

7️⃣ Control IK en tiempo real (7_arm_ik_control.py)​

8️⃣ Control de planificación de trayectorias (8_arm_traj_control.py)​

9️⃣ Control de compensación de gravedad (9_gravity_compensation.py)​

📄 Licencia​

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Predeterminado: puente serie Damiao USB2CAN

Opcional: interfaz CAN estándar

Configuración de la marca de motor

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1️⃣ Consola de un solo motor (`1_damiao_text.py`)

2️⃣ Calibración de cero y monitor de ángulo (`2_zero_and_read.py`)

Pruebas de cinemática

5️⃣ Prueba de cinemática directa (`5_fk_test.py`)

6️⃣ Prueba de cinemática inversa (`6_ik_test.py`)

Control de máquina real

7️⃣ Control IK en tiempo real (`7_arm_ik_control.py`)

8️⃣ Control de planificación de trayectorias (`8_arm_traj_control.py`)

9️⃣ Control de compensación de gravedad (`9_gravity_compensation.py`)

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