PiPER Mate AgileX ROS2 机械臂驱动使用文档

概述

本文档介绍如何启动ROS2驱动节点，通过话题发送接收完成PiPER Mate机械臂控制松灵机械臂piper

系统要求

Ubuntu 22.04
ROS2 Humble

节点说明

1. piper_mate节点

负责读取PiPER Mate机械臂的舵机角度信息，并转换为Piper手臂所需的关节状态格式。

2. piper_ctrl_single节点

负责控制Piper机械臂，接收关节状态指令并驱动CAN总线上的电机，该节点为piper官方包，详情介绍请看Piper ROS2-HUMBLE

Tip

启动该节点，Piper手臂以默认速度运行，并非全速跟随，如需高跟随，请按照官方说明自行修改代码

安装方法

1. 安装依赖

sudo pip install pyserial
sudo pip install fashionstar-uart-sdk

sudo pip install python-can
sudo pip install scipy
sudo pip install piper_sdk
sudo apt update && sudo apt install can-utils ethtool

sudo apt install ros-$ROS_DISTRO-ros2-control
sudo apt install ros-$ROS_DISTRO-ros2-controllers
sudo apt install ros-$ROS_DISTRO-controller-manager

启动步骤

编译

cd ROS2_HUMBLE
colcon build
source install/setup.bash

终端1：启动piper_mate节点

source install/setup.bash
sudo chmod 777 /dev/ttyUSB*
# 启动piper_mate节点 禁用力矩
ros2 run piper_mate driver --ros-args -p port:=/dev/ttyUSB0 -p auto_enable:=false

参数说明：

port:=/dev/ttyUSB0：机械臂连接的串口设备
auto_enable:=false：手动使能力矩控制（设置为true将会使手臂锁定在当前位置）

预期输出：

[INFO] [piper_mate_node]: 初始化FashionStar机械臂，端口: /dev/ttyUSB0
[INFO] [piper_mate_node]: 机械臂连接成功
[INFO] [piper_mate_node]: 机械臂力矩已禁用
[INFO] [piper_mate_node]: FashionStar驱动节点初始化完成

终端2：配置和启动CAN接口

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

cd ROS2_HUMBLE
source install/setup.bash
ros2 run piper piper_single_ctrl --ros-args -p can_port:=can0 -p auto_enable:=true -p gripper_exist:=true -p gripper_val_mutiple:=2

参数说明：

can_port:=can0：使用的CAN接口名称
auto_enable:=true：自动使能电机驱动
gripper_exist:=true：启用夹爪控制
gripper_val_mutiple:=2：夹爪值倍数（控制灵敏度）

预期输出：

Both ethtool and can-utils are installed.
Interface can0 is connected to USB port 3-9.4:1.0
-------------------START-----------------------
Both ethtool and can-utils are installed.
Expected to configure a single CAN module, detected interface can0 with corresponding USB address 3-9.4:1.0.
Interface can0 is already activated with a bitrate of 1000000.
The interface name is already can0.
-------------------OVER------------------------
[INFO] [piper_ctrl_single_node]: can_port is can0
[INFO] [piper_ctrl_single_node]: auto_enable is True
[INFO] [piper_ctrl_single_node]: gripper_exist is True
[INFO] [piper_ctrl_single_node]: gripper_val_mutiple is 2
[INFO] [piper_ctrl_single_node]: --------------------
[INFO] [piper_ctrl_single_node]: Enable status:False
[INFO] [piper_ctrl_single_node]: joint1: -0.005235987755982988
[INFO] [piper_ctrl_single_node]: --------------------
[INFO] [piper_ctrl_single_node]: joint2: 0.0
[INFO] [piper_ctrl_single_node]: joint3: 0.0
[INFO] [piper_ctrl_single_node]: joint4: -0.05235987755982989
[INFO] [piper_ctrl_single_node]: joint5: -0.041887902047863905
[INFO] [piper_ctrl_single_node]: joint6: 1.6074482410867774
[INFO] [piper_ctrl_single_node]: gripper: -0.0002666666666666667

验证系统运行

启动完成后，可以通过以下命令验证系统状态：

# 查看节点列表
ros2 node list

# 查看话题列表
ros2 topic list

# 查看关节状态
ros2 topic echo /joint_ctrl_single

# 查看机械臂状态
ros2 topic echo /arm_status

故障排除

常见问题1：CAN接口无法连接

# 检查CAN接口状态
ip link show can0

# 如果接口未启动，手动激活
sudo ip link set can0 type can bitrate 1000000
sudo ip link set up can0

常见问题2：机械臂连接失败

检查USB线连接
确认端口号是否正确（可能是/dev/ttyUSB1等）
检查机械臂电源是否开启，驱动版开关拨向电源接口一侧

安全注意事项

力矩控制：启动时确保机械臂周围无障碍物
限位检查：确保机械臂在安全范围内运动
监控运行：首次运行时密切观察机械臂行为

技术支持

如遇问题，请检查：

硬件连接是否正常
权限设置是否正确
日志输出中的错误信息
系统依赖是否完整安装