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D-M 力反馈遥操作演示

本演示使用 **Alicia-DL 力反馈示教臂(D 端)**与 Alicia-M 操作臂(M 端),展示动作同步和力反馈的使用过程。操作者引导 D 端运动,M 端跟随执行;开启力反馈后,M 端回传的力矩信息在 D 端形成反馈阻力,帮助操作者感知操作臂的受力变化。

1. 演示设备与准备​

设备用途
Alicia-DL 力反馈示教臂D 端,用于手动引导和感受反馈阻力
Alicia-M 操作臂M 端,用于执行动作并回传力矩信息
两端配套电源分别为 D 端和 M 端供电
配套 RS-485 通信耳机线(1 根)连接 D 端与 M 端的 RS-485 接口,传输位置及力矩反馈数据
安装配套 Alicia-D SDK 的计算机运行演示程序及检查状态
稳定固定的测试物体用于轻缓接触演示

演示前应完成以下准备:

  1. 固定 D、M 两端设备,确认两端活动范围内无障碍物,线缆不会被拉扯或夹住。
  2. 使用支持双向力反馈的配套固件。D 端产品版本为 v6.1.8,M 端具体配套固件版本待补充。
  3. 确认两端零位及关节运动方向正确,并将姿态调整至接近的起始位置。
  4. 按照 Python SDK 完成配套源码安装。

2. 连接方式​

D 端与 M 端通过 RS-485 连接,使用的通信线为配套耳机线。 演示前请准备好该线缆。

  1. 在两端断电状态下,将配套 RS-485 通信耳机线的一端插入 D 端 RS-485 接口。
  2. 将线缆另一端插入 M 端 RS-485 接口,确认两端插接牢固。
  3. 分别连接 D、M 两端匹配的电源。
  4. 将计算机连接至 D 端用户串口,用于运行 SDK 演示。
通信方向传输内容
计算机 → D 端模式切换及力反馈开关请求
D 端 → 计算机模式、力反馈状态及诊断数据
D 端 → M 端关节位置及同步状态
M 端 → D 端关节力矩及反馈有效状态

实时动作同步和力矩反馈均通过这根耳机线建立的 D-M RS-485 链路完成,演示程序负责设置模式和功能开关。

**待补图:**D-M 力反馈演示接线图,标明两端设备、各自电源、RS-485 接口、连接两端的通信耳机线及 D 端计算机接口。具体电源规格和接口定义以实物配套说明为准。

3. 启动前检查​

按设备上电说明启动两端设备后,在配套 SDK 根目录执行以下命令。将 COM3 替换为 D 端实际串口;Linux 下使用对应的 /dev/ttyUSB0 或 /dev/ttyACM0。

python examples/00_demo_read_version.py --port COM3
python examples/03_demo_read_state.py --port COM3 --single

确认版本读取成功,关节数据与实际姿态相符后,再开始遥操作。示教臂可读取状态只表示计算机与 D 端通信正常,D-M 链路需在后续步骤中单独确认。

4. 力反馈演示步骤​

4.1 运行演示程序​

python examples/14_demo_force_feedback_control.py --port COM3

脚本通过交互提示依次开启遥操作、开启力反馈,最后关闭力反馈并恢复位置模式。开始前握稳 D 端,确认 M 端已就绪,两端姿态接近。

4.2 开启遥操作​

按终端提示确认开启遥操作。SDK 请求 D 端进入 current 电流模式,并检查模式是否生效。

先小幅、缓慢引导 D 端,观察 M 端是否按预期跟随。若出现方向不符、突然运动或明显振荡,停止本次演示并检查零位、映射及设备状态。

4.3 开启力反馈​

动作同步正常后,按终端下一条提示开启力反馈。

先在 M 端无接触的状态下感受 D 端阻力,再通过 D 端缓慢引导 M 端与固定测试物体轻缓接触,观察接触前后反馈阻力的变化。

**预期现象:**M 端受力发生变化时,操作者可在 D 端感受到相应的反馈阻力。演示用于感受受力变化,不将握持阻力作为接触力的数值测量结果。

4.4 通过握把按键体验遥操作与力反馈​

使用握把按键时,操作顺序为:先用左键开启遥操作,再用右键开启力反馈。

  1. 握稳 D 端,使用握把左键开启遥操作,确认 M 端能够跟随 D 端运动。
  2. 遥操作开启后,使用握把右键开启力反馈,通过轻缓接触感受 M 端受力变化对应的反馈阻力。
  3. 保持遥操作开启,使用右键关闭或再次开启力反馈,对比相近姿态和接触条件下的操作手感。

若已通过前面的 SDK 步骤开启遥操作,应先确认当前状态,无需再次按左键切换。右键的功能取决于当前模式,开启力反馈前必须先确认已进入遥操作电流模式。

当前模式右键作用
电流模式开启 / 关闭力反馈
位置模式锁定 / 解除姿态锁定

按钮布局见安装与使用指南。对比过程中保持终端演示程序处于等待阶段,避免同时通过其他程序发送控制命令。

4.5 结束演示​

  1. 解除 M 端与测试物体的接触,将两端设备调整至稳定姿态并可靠支撑。
  2. 按终端提示关闭力反馈并退出遥操作。
  3. 确认程序报告已返回 position 模式,M 端不再跟随。
  4. 如需锁定 D 端姿态,在确认位置模式后使用右键;关机前按设备说明支撑并安置两端机械臂。

退出遥操作与锁定姿态是不同操作。若程序没有确认恢复位置模式,应先检查设备状态,不继续执行位置控制演示。关闭串口窗口也不能代替结束操作。

5. 力反馈状态检查​

SDK 提供 get_force_feedback_state() 查询力反馈状态,重点关注:

字段说明
requested是否请求开启力反馈
effective力反馈是否实际生效
inhibit_reasons未生效原因列表
sync_active固件回报的同步状态

requested=True 不代表一定产生反馈。实际应检查 effective;未生效时结合原因排查。查询可集成在同一 SDK 程序中,避免另开程序同时占用 D 端串口。

6. 常见问题​

现象检查方向
找不到 D 端串口检查 USB 连接、电源、端口号、串口权限及占用情况
无法进入电流模式检查是否使用力反馈版配套固件及 SDK,查看模式设置和回读结果
D 端可读取状态,M 端不跟随检查 D-M 接线、M 端就绪状态和两端同步状态
能跟随,但没有反馈阻力检查力反馈请求、实际生效状态及 M 端有效力矩回传
提示 D-M 链路超时检查配套固件和有线通信连接,恢复有效回传后再确认状态
右键改变了姿态锁定状态当前可能处于位置模式,先查询模式再执行力反馈演示

7. 演示视频​

**待补视频:**展示 D-M 接线、起始姿态、动作同步、开启力反馈后的轻缓接触、右键开关对比,以及结束遥操作的完整过程。