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File metadata and controls

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PiPER Mate与Piper机械臂集成控制

本项目实现了PiPER Mate机械臂与Piper机械臂的集成控制，通过USB和CAN总线实现实时遥操作。

项目概述

该项目允许用户使用PiPER Mate机械臂作为主控设备，实时控制Piper机械臂的运动。系统通过读取PiPER Mate机械臂的关节状态，并将其转换为Piper机械臂的控制指令，实现精确的遥操作功能。

功能特性

  • 实时遥操作：支持高控制频率
  • 关节映射：自动将PiPER Mate关节角度转换为Piper关节位置
  • 安全保护：包含关节角度限制和力矩控制
  • 夹爪控制：可选夹爪控制功能

系统要求

硬件要求

  • PiPER Mate机械臂（通过USB连接）
  • Piper机械臂（通过CAN总线连接）
  • CAN转USB适配器
  • Linux系统（推荐Ubuntu 22.04+）

软件依赖

# 安装CAN工具
sudo apt update
sudo apt install ethtool can-utils

# Python依赖
sudo pip install pyserial fashionstar-uart-sdk piper-sdk python-can scipy

快速开始

1. 配置CAN设备

单CAN设备配置

# 1. 查找所有CAN端口
bash find_all_can_port.sh
# 2. 激活can0接口（波特率1000000）
bash can_activate.sh can0 1000000

2. 运行主程序

python3 ./Python_SDK/piper_pipermate.py

3. 参数配置

在 piper_pipermate.py 的 main() 函数中修改以下参数：

# PiPER Mate USB端口
PIPERMATE_PORT = "/dev/ttyUSB0"

# Piper CAN端口
PIPER_CAN_NAME = "can0"

# 是否包含夹爪
GRIPPER_EXIST = True

# 控制频率（Hz）
UPDATE_RATE = 100.0

核心功能

关节角度转换

系统支持6个关节的角度转换：

关节 角度限制 弧度限制 方向
Joint1 -150° ~ 150° -2.6179 ~ 2.6179 反向
Joint2 0° ~ 180° 0 ~ 3.14 正向
Joint3 -170° ~ 0° -2.967 ~ 0 正向
Joint4 -100° ~ 100° -1.745 ~ 1.745 反向
Joint5 -70° ~ 70° -1.22 ~ 1.22 正向
Joint6 -120° ~ 120° -2.09439 ~ 2.09439 反向

夹爪控制

夹爪角度转换为米制单位：

  • 角度范围：0° ~ 45°
  • 对应距离：0m ~ 0.08m

控制模式

  • 关节控制模式：0x01
  • 速度控制模式：0x01
  • 速度控制比例：100

脚本说明

can_activate.sh

单CAN设备激活脚本，支持：

  • 自动检测CAN接口
  • 设置比特率
  • 接口重命名
  • USB硬件地址匹配

can_config.sh

通用CAN配置脚本，支持：

  • 单CAN和多CAN设备配置
  • 灵活的USB端口映射
  • 比特率自定义

can_muti_activate.sh

多CAN设备激活脚本，支持：

  • 多设备并行配置
  • 重复名称检测
  • 交互式确认

find_all_can_port.sh

CAN端口检测脚本，用于：

  • 列出所有CAN接口
  • 显示USB端口信息
  • 系统兼容性检查

故障排除

常见问题

  1. CAN接口未找到

    • 检查CAN设备是否连接
    • 运行 find_all_can_port.sh 检测接口
    • 确认USB端口映射正确

  2. 权限不足

    • 使用 sudo chmod 777 /dev/ttyUSB* 后运行脚本

  3. PiPER Mate连接失败

    • 检查USB端口号
    • 确认FashionStar SDK安装正确
    • 检查设备权限

调试信息

程序运行时显示：

  • 关节状态实时监控
  • 控制频率统计
  • 错误信息详细输出

安全注意事项

  1. 操作前检查：确保机械臂周围无障碍物
  2. 紧急停止：按Ctrl+C可立即停止程序
  3. 力矩控制：默认禁用PiPER Mate力矩
  4. 关节限制：系统自动限制关节角度在安全范围内

许可证

本项目基于MIT许可证开源。

贡献

欢迎提交Issue和Pull Request来改进项目。

联系方式

如有问题请联系项目维护者。