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README.md

File metadata and controls

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AIRBOT-Play-硬件驱动库

AIRBOT Play Hardware

概述

AIRBOT Play 机械臂控制 SDK 提供两套开发接口：

  • airbot_hardware：底层硬件驱动库，提供机械臂电机的直控和反馈，用户可以使用此接口开发自己的运动控制算法、运动规划算法、数据采集和 VLA 算法推理等等
  • airbot_state_machine：上层应用开发接口，用户可以在机械臂预先安装的运动控制算法基础上，利用上层应用开发接口开发自己的软件业务功能，例如自主抓取等等

通讯架构图

下图呈现了开发者电脑与机械臂本体的系统组成及交互关系。开发者电脑部分涵盖运控算法节点和软件业务逻辑实现模块，通过上层应用开发接口airbot_state_machine和airbot_hardware的数据通讯控制机械臂本体的运动。机械臂本体由6个关节电机和夹爪组件构成，主控电脑负责软件运行。

graph LR
    subgraph "开发者电脑 (Developer PC)"
        ASM["airbot_state_machine<br/>运控算法节点<br/>+ 上层应用开发接口"]
        SDK["airbot_hardware SDK<br/>(C++11/Python)"]
    end
    
    subgraph "机械臂本体 (Robot Body)"
        MOTORS["关节电机 × 6<br/>Joint Motors"]
        GRIPPER["夹爪 × 1<br/>Gripper"]
        HAND["灵巧手 × 1<br/>Dexterous Hand"]
    end
    
    %% 连接关系
    ASM -.->|"控制命令"| SDK
    SDK -.->|"控制指令"| MOTORS
    SDK -.->|"控制指令"| GRIPPER
    SDK -.->|"控制指令"| HAND
    
    MOTORS -.->|"状态反馈"| SDK
    GRIPPER -.->|"状态反馈"| SDK
    HAND -.->|"状态反馈"| SDK
    SDK -.->|"状态信息"| ASM
    
    %% 样式定义
    classDef developer fill:#e1f5fe,stroke:#01579b,stroke-width:2px
    classDef hardware fill:#fff3e0,stroke:#e65100,stroke-width:2px
    
    class ASM,SDK developer
    class MOTORS,GRIPPER,HAND hardware
Loading

通讯流程说明

控制指令流程：

  1. airbot_state_machine 生成控制指令

  2. airbot_hardware SDK 转换为硬件控制命令

  3. 控制关节电机、夹爪、灵巧手

状态反馈流程：

  1. 硬件组件返回状态信息

  2. airbot_hardware SDK 处理状态数据

  3. airbot_state_machine 接收状态用于算法决策

支持的硬件配置

机械臂类型 电机配置 末端执行器 自由度
Play (6轴) OD×3 + DM×3 无 6
Play (6轴) OD×3 + ODM×3 无 6
PlayWithEEF (7轴) OD×3 + DM×3 G2夹爪 7
PlayWithEEF (7轴) OD×3 + DM×3 E2夹爪 7
Replay (7轴) EC×6 E2夹爪 7

电机类型说明

电机类型 说明 适用关节
OD 求之自研一代电机 关节1-3
DM 达妙电机（新协议） 关节4-6
EC 编码器 所有关节

电机控制模式说明

控制模式 功能描述 适用场景
MIT 位置-速度-力矩复合控制，支持前馈力矩和PID参数调节 精确力控制、阻抗控制
PVT 位置-速度-时间控制，支持最大速度和力矩限制 轨迹跟踪、路径规划
CSV 纯速度控制 速度控制、连续运动
CSP 纯位置控制 位置控制、点到点运动

开发流程

  1. 安装SDK包（C++或Python）
  2. 创建执行器实例
  3. 创建机械臂/电机实例
  4. 初始化硬件
  5. 启用硬件
  6. 发送控制命令
  7. 获取状态反馈
  8. 清理资源

开发环境配置

  • 操作系统：Ubuntu 20.04 或更高版本
  • Python版本：Python 3.8 或更高版本（如果使用SDK则必需）
  • CPU： ≥ 4 核（推荐用于实时控制和仿真）
  • 显存：≥ 8 GB（推荐 ≥ 10 GB 以运行 pi0 算法推理，≥ 16 GB 以运行 DISCOVERSE 仿真器）
  • 存储空间：≥5GB可用磁盘空间用于操作系统、软件和数据
  • USB端口：确保有足够的USB端口以连接任何外部设备或外围设备（推荐大于 3 个USB端口以运行 ALOHA / Mobile ALOHA 算法）

软件安装与使用

软件包请进入联络技术支持团队获取。解压后，您将看到以下软件包：

  • AIRBOT Play 硬件驱动库 airbot-hardware （.deb或.whl）

建议使用conda环境，若使用conda：

  • 创建conda环境：
conda create -n airbot python=3.12
  • 且要保证pip路径正确:
which pip

输出如下路径：

/home/hunter/miniconda3/envs/airbot/bin/pip

C++

系统环境

编译器要求 ： GCC版本需要高于9.4.0

系统依赖 ：

sudo apt-get install libcap-dev

SDK安装与使用

  1. 安装SDK包
# 安装airbot_hardware开发包 请根据上位机内核版本、系统版本选择对应的whl包。
sudo dpkg -i airbot_hardware_*.deb
  1. 配置开发环境
# 在CMakeLists.txt中添加
find_package(airbot_hardware REQUIRED)
target_link_libraries(your_target airbot_hardware)
  1. 包含头文件
#include "airbot_hardware/executors/executor.hpp"
#include "airbot_hardware/handlers/arm.hpp"
#include "airbot_hardware/handlers/motor.hpp"
#include "airbot_hardware/handlers/eef.hpp"

Python

Python版本要求：Python 3.8+

SDK安装与使用

  1. 安装Python wheel包
# 安装airbot_hardware开发包 请根据上位机内核版本、系统版本选择对应的whl包。
pip install airbot_hardware_py-*.whl
  1. 导入模块
import airbot_hardware_py as ah

ROS2

该模块为 example/cpp 的 ROS2 接口实现，通过 ROS2 的话题（Topic）发布/订阅机制，可便捷控制 AIRBOT Play 机械臂及其相关组件（E2、G2）。

依赖环境

  • ROS2 Jazzy
  • airbot_hardware（硬件驱动）
  • boost 库

快速部署

编译例程如下

cd example/ros2
colcon build --packages-select airbot_hardware_ros2

运行例程如下

# 加载环境变量
source install/setup.bash

# 运行指定例程（以 can0 为例）
ros2 run airbot_hardware_ros2 <例程名> --ros-args -p i:=can0

示例：运行位置速度控制例程

ros2 run airbot_hardware_ros2 airbot_play_pos_ctrl --ros-args -p i:=can0