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Estágio 2 · Capítulo 8 · Teoria & Prática

8. Controlando o reBot Arm Usando o Python SDK

Capítulo 8 do Curso para Iniciantes em IA Física da Seeed — controle o reBot Arm com o Python SDK: parâmetros, conexão com gerenciador de contexto, movimento, ponto zero e estado das juntas.

ParâmetrosConectarMovimento

1. Se o ambiente não estiver instalado, consulte a seção 7.2 para o ambiente de instalação.

2. Os parâmetros de cada controlador de junta do braço robótico do Python SDK precisam ser ajustados de acordo com os requisitos reais de uso. Os parâmetros atuais só podem atender a cenários com baixa exigência de precisão.

Instale as dependências necessárias:

python3 -m pip install pyyaml motorbridge

[LINE_55>Puxe o código de exemplo:

git clone https://github.com/hopcan/rebotArm_ctrl.git
  • Os exemplos em Python para controlar o reBot DM estão em rebotArm_ctrl/example/rebotDM.
  • O arquivo de configuração para o braço robótico reBot DM está em rebotArm_ctrl/config.
  • Os exemplos em Python para controlar o reBot RS estão em rebotArm_ctrl/example/rebotRS.
  • O arquivo de configuração para o braço robótico reBot RS está em rebotArm_ctrl/config.

8.1 Modificar Parâmetros e Alternar Modos​

Parâmetros

8.1 Modificar Parâmetros e Alternar Modos

O modo de controle recomendado para o reBot DM é POS_VEL. A troca do modo de controle das juntas do braço robótico e a configuração dos parâmetros podem ser realizadas modificando os parâmetros correspondentes em rebotDM.yaml em rebotArm_ctrl/config.

Por exemplo:

- name: Shoulder Pan
  motor_can_id: 1
  MIT:
    kp: 10.0
    kd: 1.0
  POS_VEL:
    vel_kp: 0.0125
    vel_ki: 0.004
    pos_kp: 150.0
    pos_ki: 0.5
    vlim: 5.0
  posmax: 2.6
  posmin: -2.6
  use_mode: POS_VEL

Os kp e kd do MIT, e os vel_kp, vel_ki, pos_kp, pos_ki e vlim do POS_VEL são os parâmetros do modo correspondente, que podem ser alterados de acordo com o efeito de controle do braço robótico. use_mode pode alternar o modo de controle da junta correspondente e pode ser alterado para MIT ou POS_VEL.

8.2 Conectar/Desconectar o Braço Robótico (Usando Gerenciador de Contexto)​

Conexão

8.2 Conectar/Desconectar o Braço Robótico (Usando Gerenciador de Contexto)

Consulte example/rebotDM/1_rebotDM_connect.py ou example/rebotRS/1_rebotRS_connect.py.

  1. Primeiro crie o controlador de barramento.
Notas
  1. Verifique se a porta existe.
  2. As permissões da porta devem ser concedidas antes da execução do programa.

O reBot DM usa uma porta serial, criada da seguinte forma:

channel = "/dev/ttyACM0"
ctrl = Controller.from_dm_serial(channel, 921600)

O reBot RS usa PCAN:

channel = "can0"
ctrl = Controller(channel)
  1. Implementado por meio de um gerenciador de contexto seguro:
with reBotArm_handle(ctrl, "rebotDM") as handle:

with reBotArm_handle(ctrl, "rebotRS") as handle:

Onde reBotArm_handle também oferece suporte ao parâmetro config_path. Esse parâmetro pode especificar o arquivo de configuração importado, e o arquivo de configuração padrão do braço robótico não será mais importado. Você pode consultar os arquivos de configuração em config para escrever seu próprio arquivo de configuração.

with reBotArm_handle(ctrl, "rebotDM", config_path="absolute path of yaml") as handle:

with reBotArm_handle(ctrl, "rebotRS", config_path="absolute path of yaml") as handle:

Implementação principal:

  1. A função __enter__ chamará a função connect para conectar-se automaticamente ao braço robótico. Se a conexão falhar, o log correspondente será exibido.
  2. A função __exit__ chamará a função disconnect para desconectar automaticamente do braço robótico quando o programa for encerrado.
  3. Conectar ao braço robótico adicionará motores ao controlador de barramento, verificará a comunicação do motor na energização, verificará se o ID CAN do motor e o ID mestre são válidos, verificará se o arquivo de configuração é válido e alterará o modo de controle do motor para o modo de controle de destino.
  4. Desconectar do braço robótico primeiro restaurará automaticamente o estado inicial e, em seguida, desabilitará.
atenção

Após usar Ctrl+C para sair do programa, aguarde alguns segundos. Não continue pressionando Ctrl+C; é necessário aguardar o braço robótico retornar automaticamente à posição inicial e então ser desabilitado.

Se você não quiser usar o gerenciador de contexto, pode chamar diretamente as funções connect e disconnect para conectar/desconectar o braço robótico.

8.3 Controlar o Movimento do Braço Robótico​

Movimento

8.3 Controlar o Movimento do Braço Robótico

Consulte example/rebotDM/3_rebotDM_move_joint.py ou example/rebotRS/3_rebotRS_move_joint.py.

while True:
    handle.move_to_joint_positions([0, 0, 0, 0.5, 0.5, 0, -1])
    for motor_id in list(range(1, 8)):
        print(f"motor {motor_id}")
        print(f"pos: {handle.motor_state[motor_id].pos:.3f} rad")
        print(f"vel: {handle.motor_state[motor_id].vel:.3f} rad/s")
        print(f"torque: {handle.motor_state[motor_id].torq:.3f} Nm\n")
    time.sleep(0.002)

handle.motor_state é um dicionário que contém as informações de estado de todas as juntas. O método de leitura é como acima.

8.4 Definir Ponto Zero para o Braço Robótico​

Ponto Zero

8.4 Definir Ponto Zero para o Braço Robótico

Consulte example/rebotDM/2_rebotDM_set_zero.py ou example/rebotRS/2_rebotRS_set_zero.py.

with reBotArm_handle(ctrl, "rebotRS") as handle:
    handle.set_zero_position()

with reBotArm_handle(ctrl, "rebotDM") as handle:
    handle.set_zero_position()

Chamar a função set_zero_position por meio da classe de controle do braço robótico pode definir o ID de junta correspondente para todas as juntas do braço robótico.

8.5 Atualizar Estado das Juntas do Braço Robótico​

Estado das Juntas

8.5 Atualizar Estado das Juntas do Braço Robótico

Consulte example/rebotDM/5_rebotDM_request_joints_data.py ou example/rebotRS/5_rebotRS_request_joints_data.py.

with reBotArm_handle(ctrl, "rebotDM") as handle:
    if handle.is_connected:
        print("Controller is connected and ready.")
        print("Motor Use Modes:", handle.use_mode)
    else:
        print("Controller failed to connect.")
    handle.ctrl.disable_all()
    while True:
        print(handle.get_joints_state())
        time.sleep(0.002)


with reBotArm_handle(ctrl, "rebotRS") as handle:
    if handle.is_connected:
        print("Controller is connected and ready.")
        print("Motor Use Modes:", handle.use_mode)
    else:
        print("Controller failed to connect.")
    handle.ctrl.disable_all()
    while True:
        print(handle.get_joints_state())
        time.sleep(0.002)

get_joints_state(): Atualiza ativamente o estado de cada junta do braço robótico e retorna os ângulos atuais das juntas.

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