本帖最后由 lfshit 于 2015-10-9 23:02 编辑
一、UARM机械臂试用体验 2015年9月23日，收到UARM机械臂，包含机械臂本体、气泵模块。未到的蓝牙模块、手爪模块待下次寄过来。随即，满怀新奇与激动地与几个小伙伴开始研究如何让这个宝贝动起来。 仔细看了使用说明（英文版的，略费劲。建议UARM团队提供中文版说明下载），安装好一些必需的软件和驱动后，第一步需要把 Standard.ino文件烧写到Arduino-Uno板子上去。这时候发现：只要一插上烧程序的USB线，程序就无法编译和下载。没办法了，用小伙伴的Windows 7系统的电脑上试试。竟然可以编译并烧写！后来重装了另一个版本的Arduino，好了！原来是Arduino版本问题，而不是Windows 10系统不兼容导致的。 第二步，将机械臂接上电源，机械臂迅速动作回到初始位置。打开鼠标控制程序MouseControl_V1.0.5.exe，移动鼠标、滚轮、左、右键，即可实现对机械臂前后、左右、上下和抓放的运动控制！！！（另外，在我的笔记本上存在另一个奇怪的问题，就是鼠标控制程序无法捕捉鼠标滚轮的运动。而该鼠标放在别的电脑上控制时，滚轮是好使的。该问题有待进一步攻克！） 仔细研究一番机械臂的动作，主要有两点发现：①UARM机械臂机构设计最大的巧妙之处就是：在相当大的运动范围内，不管大臂小臂如何运动，其末端执行装置，无论是吸盘还是手抓，都能够基本保持水平！这样就保证了吸取或夹取物体的顺畅。②在进行机械臂上下动作控制时发现，执行末端升高或降低这两个看起来简单的动作，其实是靠大臂和小臂的联动实现的。即单片机在实现执行末端上下运动时，对大臂和小臂进行了逆运动学解算和合成控制，大臂和小臂的舵机联动。逆运动学建模也是我后续想要深入研究的一个方向。
二、开发ROS 程序包控制机械臂 ROS（Robot Operation System）是一个机器人软件平台，提供一些标准操作系统服务，例如硬件抽象，底层设备控制，常用功能实现，进程间消息以及数据包管理。ROS是基于一种图状架构，从而不同节点的进程能接受，发布，聚合各种信息（例如传感，控制，状态，规划等等）。目前ROS主要支持Ubuntu。ROS（低层）使用BSD许可证，所有都是开源软件，并能免费用于研究和商业用途。由于其强大的功能、全面的信息及方便快捷的开发，使得开源的ROS逐渐成为机器人开发者首选的开发工具和平台。更多学习内容详见网页 http://wiki.ros.org/cn。 为了学习ROS系统，实现ROS系统对单片机的数据通讯和控制，试着通过在Ubuntu虚拟机下编写ROS程序包，使用键盘（也可以是鼠标）控制UARM机械臂。这样，原本控制单片机靠的是在Windows系统上安装的鼠标控制程序MouseControl_V1.0.5.exe，现在要被在Ubuntu系统下运行的ROS程序包所取代。原先已经烧写到单片机内的程序不作更改。 这部分工作是在一位资深搞ROS的小伙伴帮助指导下完成的。在ROS下建立两个节点（NODE）或程序包（PACKAGE）和一个话题（TOPIC），第一个节点负责捕捉电脑键盘信息，并向话题发送消息（MESSAGE）；话题收到消息后向外发送；第二个节点接收话题传过来的消息，并向单片机串口发送数据。每帧数据含11个字节。在本项目中，节点间传输的消息为按键按下所表征的机械臂运动信息。 ROS程序编写前需要先获取UARM官方所提供的程序中单片机串口通讯、舵机控制等的相关信息。ROS程序调试过程比较顺利，虽然出现了初始值错误、数据高低八位搞反等低级错误，但还是用3天时间完成了程序的编写和调试。当第一次使用ROS实现了对机械臂的完美控制时，满心欢喜，成就感爆棚~~~
（未完待续...）
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发表于 2015-10-9 22:31
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