Based on version V1.5-2 and later
本SDK用于接收can数据帧，然后处理为自定义数据类型
ps：有些地方略写，代码中有详细的中文注释，本文这里只是理清结构
C_PiperInterface_V2 类初始化参数及成员变量说明
内类依照can_port识别实例，防止重复创建同can_port的interface实例
| 形参 | 类型 | 默认值 | 说明 |
|---|---|---|---|
| can_name | str |
"can0" |
CAN 路由名称，指示从哪个 CAN 中收发数据。 |
| judge_flag | Bool |
True |
是否在创建实例时判断can模块状态，如果使用了非机械臂自带的can模块而导致报错，请置为False后再尝试 |
| can_auto_init | Bool |
True |
是否在创建实例时初始化can bus |
| dh_is_offset | int |
0 |
dh参数中的J2 J3是否偏移了2°，0为没有偏移，1为偏移了2° |
| 类 | 说明 |
|---|---|
ArmStatus |
机械臂状态二次封装类，增加时间戳。 |
ArmEndPose |
机械臂末端姿态二次封装类，增加时间戳。 |
ArmJoint |
机械臂关节角度反馈二次封装类,增加时间戳。 |
ArmGripper |
机械臂夹爪反馈二次封装类,增加时间戳。 |
ArmMotorDriverInfoHighSpd |
机械臂电机驱动高速反馈信息类，增加时间戳。 |
ArmMotorDriverInfoLowSpd |
机械臂电机驱动低速反馈信息类，增加时间戳。 |
ArmMotorAngleLimitAndMaxVel |
当前电机限制角度/最大速度反馈信息类，增加时间戳。 |
CurrentEndVelAndAccParam |
当前末端速度/加速度参数反馈信息类，增加时间戳。 |
CrashProtectionLevelFeedback |
碰撞防护等级设置反馈指令信息类，增加时间戳。 |
GripperTeachingPendantParamFeedback |
夹爪/示教器参数反馈指令信息类，增加时间戳。 |
CurrentMotorMaxAccLimit |
当前电机最大加速度限制反馈信息类，增加时间戳。 |
ArmJointCtrl |
机械臂关节角度控制消息类，增加时间戳。 |
ArmGripperCtrl |
机械臂夹爪控制消息类，增加时间戳。 |
ArmCtrlCode_151 |
机械臂发送控制指令0x151的消息接收类，由主臂发送，增加时间戳。 |
AllCurrentMotorMaxAccLimit |
机械臂关节所有关节电机的最大加速度限制。 |
AllCurrentMotorAngleLimitMaxSpd |
机械臂关节所有关节电机的角度限制和最大速度 |
ArmTimeStamp |
机械臂的时间戳类，包含各种反馈的时间戳。 |
具体解释可以查看代码内注释
每个机械臂相关的类都有时间戳，如果是多条can帧才能获得的数据例如机械臂六个关节角，则会获取这些can帧的时间戳，并选取最大的一个作为该类的时间戳
| 变量 | 类型 | 说明 |
|---|---|---|
__arm_can |
C_STD_CAN |
can_encapsulation.py 中的类的实例化，为硬件接收数据层,注册数据处理回调函数 |
__piper_fk |
C_PiperForwardKinematics |
机械臂正解类 |
__parser |
C_PiperParserBase |
数据协议解析类实例化，当前为V1版本协议解析，类型为数据解析类的基类 |
__firmware_data |
bytearray |
固件版本字符串 |
__fps_counter |
C_FPSCounter |
can帧率计算 |
__is_ok |
Bool |
can总线是否还有数据 |
__arm_time_stamp |
ArmTimeStamp |
时间戳类的实例化，是C_PiperInterface_V2的私有类，是一些由多个can帧组合一起的机械臂变量的时间戳，例如关节角 |
__link_feedback_fk |
list[float] |
机械臂所有关节反馈信息的正解位置 |
__link_ctrl_fk |
list[float] |
机械臂所有关节控制信息的正解位置 |
__arm_status |
ArmStatus |
机械臂状态消息的实例，包含机械臂的状态信息。 |
__arm_end_pose |
ArmEndPose |
机械臂末端姿态反馈消息的实例，包含末端的姿态信息。 |
__arm_joint_msgs |
ArmJoint |
机械臂关节角度反馈消息的实例，包含各关节的状态信息。 |
__arm_gripper_msgs |
ArmGripper |
机械臂夹爪反馈消息的实例，包含各夹爪的状态信息。 |
__arm_motor_info_high_spd |
ArmMotorDriverInfoHighSpd |
变量为机械臂电机消息高速反馈类 |
__arm_motor_info_low_spd |
ArmMotorDriverInfoLowSpd |
变量为机械臂电机低速反馈类 |
__feedback_current_motor_angle_limit_max_vel |
ArmMotorAngleLimitAndMaxVel |
变量为主动发送can帧后的反馈消息，用来读取当前电机限制角度/最大速度 |
__feedback_current_end_vel_acc_param |
CurrentEndVelAndAccParam |
该变量为主动发送can帧后的反馈消息，用来读取当前末端速度/加速度参数 |
__feedback_crash_protection_level |
CrashProtectionLevelFeedback |
该变量为主动发送can帧后的反馈消息，用来读取碰撞防护等级设置反馈指令 |
__feedback_current_motor_max_acc_limit |
CurrentMotorMaxAccLimit |
该变量为主动发送can帧后的反馈消息，用来读取反馈当前电机最大加速度限制 |
__arm_joint_ctrl_msgs |
ArmJointCtrl |
变量为读取主动臂给从动臂发送的关节角消息 |
__arm_gripper_ctrl_msgs |
ArmGripperCtrl |
变量为读取主动臂给从动臂发送的夹爪消息 |
__arm_ctrl_code_151 |
ArmCtrlCode_151 |
变量为读取主动臂发送给从动臂的0x151指令消息 |
__arm_all_motor_max_acc_limit |
AllCurrentMotorMaxAccLimit |
变量为机械臂关节所有关节电机的最大加速度限制消息 |
__arm_all_motor_angle_limit_max_spd |
AllCurrentMotorAngleLimitMaxSpd |
机械臂关节所有关节电机的角度限制和最大速度 |
_initialized |
Bool |
类内防止重复实例标志位 |
| 函数 | 类型 | 说明 | 使用 | 参数 | 反馈 |
|---|---|---|---|---|---|
get_instance |
Getter Method | 获取当前实例地址 | bj.GetArmStatus() | can_name (str), judge_flag (Bool), can_auto_init (Bool) |
self@C_PiperInterface_V2 |
ConnectPort |
Start Method | 该函数为打开can消息读取函数，该函数调用读取can消息函数，并创建读取线程，打开线程 | 用来在外部实例化类后，打开数据处理线程，并且发送读取机械臂电机的最大加速度、关节限位和最大速度读取指令 | can_init (Bool) |
None |
DisconnectPort |
Close Method | 该函数为停止can读取线程并关闭can总线读取 | 外部实例化类后，关闭读取 | can_init (Bool) |
None |
ParseCANFrame |
Getter Method | can协议解析函数，用来处理接收到的can数据帧，为can接收消息的回调函数 | 先创建局部变量，然后调用解析协议类中的解码函数如果解码成功，则更新对应的消息，更新到上述的私有变量中，每个更新数据函数都有筛选当前数据类型，对应的数据类型才会被更新 | rx_message: Optional[can.Message] |
None |
GetCanFps |
Getter Method | 获取can总线当前实时帧率 | obj.GetArmStatus() | None | int |
GetArmStatus |
Getter Method | 获取机械臂状态信息。使用互斥锁__arm_status_mtx保证线程安全。 |
obj.GetArmStatus() | None | self.__arm_status |
GetArmEndPoseMsgs |
Getter Method | 获取机械臂末端位置的消息。使用互斥锁__arm_end_pose_mtx保证线程安全。 |
obj.GetArmEndPoseMsgs() | None | self.__arm_end_pose |
GetArmJointMsgs |
Getter Method | 获取机械臂关节的状态消息。使用互斥锁__arm_joint_msgs_mtx保证线程安全。 |
obj.GetArmJointMsgs() | None | self.__arm_joint_msgs |
GetFK |
Getter Method | 获取机械臂每个关节控制信息和反馈信息的正解,XYZ单位为mm,RXRYRZ单位为度，反馈长度为6的float类型数据列表,代表 1-6 关节相对 base_link 的位姿 | obj.GetFK() | mode:Literal["feedback", "control"]="feedback" | self.__link_fk |
GetArmGripperMsgs |
Getter Method | 获取机械臂夹爪的状态消息。使用互斥锁__arm_gripper_msgs_mtx保证线程安全。 |
obj.GetArmGripperMsgs() | None | self.__arm_gripper_msgs |
GetArmHighSpdInfoMsgs |
Getter Method | 获取机械臂高速运动信息的消息。使用互斥锁__arm_motor_info_high_spd_mtx保证线程安全。 |
obj.GetArmHighSpdInfoMsgs() | None | self.__arm_motor_info_high_spd |
GetArmLowSpdInfoMsgs |
Getter Method | 获取机械臂低速运动信息的消息。使用互斥锁__arm_motor_info_low_spd_mtx保证线程安全。 |
obj.GetArmLowSpdInfoMsgs() | None | self.__arm_motor_info_low_spd |
GetCurrentMotorAngleLimitMaxVel |
Getter Method | 获取当前指定电机编号的角度最大限制值。使用互斥锁__feedback_current_motor_angle_limit_max_vel_mtx保证线程安全。 |
obj.GetCurrentMotorAngleLimitMaxVel() | None | self.__feedback_current_motor_angle_limit_max_vel |
GetCurrentEndVelAndAccParam |
Getter Method | 获取当前机械臂末端速度和加速度参数的反馈。使用互斥锁__feedback_current_end_vel_acc_param_mtx保证线程安全。 |
obj.GetCurrentEndVelAndAccParam() | None | self.__feedback_current_end_vel_acc_param |
GetCrashProtectionLevelFeedback |
Getter Method | 获取碰撞保护等级的反馈信息。使用互斥锁__feedback_crash_protection_level_mtx保证线程安全。 |
obj.GetCrashProtectionLevelFeedback() | None | self.__feedback_crash_protection_level |
GetGripperTeachingPendantParamFeedback |
Getter Method | 获取夹爪/示教器参数反馈指令，包括示教器行程系数反馈、夹爪/示教器最大控制行程限制值反馈 为主动发送指令后反馈消息 | obj.GetGripperTeachingPendantParamFeedback() | None | self.__feedback_gripper_teaching_pendant_param |
GetCurrentMotorMaxAccLimit |
Getter Method | 获取当前电机最大加速度限制的反馈。使用互斥锁__feedback_current_motor_max_acc_limit_mtx保证线程安全。 |
obj.GetCurrentMotorMaxAccLimit() | None | self.__feedback_current_motor_max_acc_limit |
GetArmJointCtrl |
Getter Method | 获取机械臂主动臂发给从臂的关节角控制消息。使用互斥锁__arm_joint_ctrl_msgs_mtx保证线程安全。 |
obj.GetArmJointCtrl() | None | self.__arm_joint_ctrl_msgs |
GetArmGripperCtrl |
Getter Method | 获取机械臂主动臂发给从臂的夹爪控制消息。使用互斥锁__arm_gripper_ctrl_msgs_mtx保证线程安全。 |
obj.GetArmJointCtrl() | None | self.__arm_gripper_ctrl_msgs |
GetArmCtrlCode151 |
Getter Method | 获取机械臂控制码151的状态。使用互斥锁__arm_ctrl_code_151_mtx保证线程安全。 |
obj.GetArmCtrlCode151() | None | self.__arm_ctrl_code_151 |
GetAllMotorMaxAccLimit |
Getter Method | 获取机械臂控关节所有关节电机的最大加速度限制消息，使用互斥锁__arm_all_motor_max_acc_limit_mtx保证线程安全。 |
obj.GetAllMotorMaxAccLimit() | None | self.__arm_all_motor_max_acc_limit |
GetAllMotorAngleLimitMaxSpd |
Getter Method | 获取机械臂控关节所有关节电机的角度限制和最大速度，使用互斥锁__arm_all_motor_angle_limit_max_spd_mtx保证线程安全。 |
obj.GetAllMotorAngleLimitMaxSpd() | None | self.__arm_all_motor_angle_limit_max_spd |
GetPiperFirmwareVersion |
Getter Method | 获取piper机械臂的主控固件版本，反馈固件版本字符串 | obj.GetPiperFirmwareVersion() | None | firmware_version |
isOk |
Getter Method | 反馈can数据读取线程是否正常 | obj.isOk() | None | self.__is_ok |
__CanMonitor |
Getter Method | can数据帧率检测 | 类内使用 | None | None |
__UpdateArmStatus |
Getter Method | 更新机械臂状态 | 类内使用 | msg:PiperMessage | self.__arm_status |
__UpdateArmEndPoseState |
Getter Method | 更新末端位姿状态，单位为0.001mm | 类内使用 | msg:PiperMessage | self.__arm_end_pose |
__UpdateArmJointState |
Getter Method | 更新关节状态，关节角单位为0.001度 | 类内使用 | msg:PiperMessage | self.__arm_joint_msgs |
__UpdateArmGripperState |
Getter Method | 更新夹爪状态，夹爪反馈的行程单位为0.001mm | 类内使用 | msg:PiperMessage | self.__arm_gripper_msgs |
__UpdateDriverInfoHighSpdFeedback |
Getter Method | 更新驱动器信息反馈（高速） | 类内使用 | msg:PiperMessage | self.__arm_motor_info_high_spd |
__UpdateDriverInfoLowSpdFeedback |
Getter Method | 更新驱动器信息反馈（低速） | 类内使用 | msg:PiperMessage | self.__arm_motor_info_low_spd |
__UpdateCurrentMotorAngleLimitMaxVel |
Getter Method | 更新当前电机限制角度/最大速度 | 类内使用 | msg:PiperMessage | self.__feedback_current_motor_angle_limit_max_vel |
__UpdateCurrentMotorMaxAccLimit |
Getter Method | 更新当前电机最大加速度限制 | 类内使用 | msg:PiperMessage | self.__feedback_current_motor_max_acc_limit |
__UpdateAllCurrentMotorAngleLimitMaxVel |
Getter Method | 更新所有电机最大加速度限制 | 类内使用 | msg:PiperMessage | self.__arm_all_motor_angle_limit_max_spd |
__UpdateAllCurrentMotorMaxAccLimit |
Getter Method | 更新所有电机角度限制和最大速度 | 类内使用 | msg:PiperMessage | self.__arm_all_motor_max_acc_limit |
__UpdateCurrentEndVelAndAccParam |
Getter Method | 更新当前末端速度/加速度参数 | 类内使用 | msg:PiperMessage | self.__feedback_current_end_vel_acc_param |
__UpdateCrashProtectionLevelFeedback |
Getter Method | 更新碰撞防护等级设置反馈指令 | 类内使用 | msg:PiperMessage | self.__feedback_crash_protection_level |
__UpdateGripperTeachingPendantParamFeedback |
Getter Method | 夹爪/示教器参数反馈指令 | 类内使用 | msg:PiperMessage | self.__feedback_gripper_teaching_pendant_param |
__UpdateArmJointCtrl |
Getter Method | 更新关节状态（为主臂发送的消息） | 类内使用 | msg:PiperMessage | self.__arm_joint_ctrl_msgs |
__UpdateArmGripperCtrl |
Getter Method | 更新夹爪状态（为主臂发送的消息） | 类内使用 | msg:PiperMessage | self.__arm_gripper_ctrl_msgs |
__UpdateArmCtrlCode151 |
Getter Method | 更新主臂发送的151控制指令 | 类内使用 | msg:PiperMessage | self.__arm_ctrl_code_151 |
__UpdatePiperFirmware |
Getter Method | 更新发送4AF后，读取到的4AF反馈的字符并拼接 | 类内使用 | msg:PiperMessage | self.__firmware_data |
__UpdatePiperFeedbackFK |
Getter Method | 更新piper反馈信息正解数据 | 类内使用 | None | None |
__UpdatePiperCtrlFK |
Getter Method | 更新piper控制信息正解数据 | 类内使用 | None | None |
MotionCtrl_1 |
Ctrl Method | 0x150,可以控制急停、轨迹传输及拖动示教模式。 | 类外调用 | emergency_stop (uint8),track_ctrl (uint8), grag_teach_ctrl (uint8) |
None |
EmergencyStop |
Ctrl Method | 0x150,控制急停 | 类外调用 | emergency_stop (uint8) |
None |
MotionCtrl_2 |
Ctrl Method | 0x151,可以设置控制模式、MOVE模式及运动速度。每次控制机械臂运动之前都要发送一次，否则机械臂可能动不起来 | 类外调用 | ctrl_mode (uint8),move_mode (uint8), move_spd_rate_ctrl (uint8), is_mit_mode(uint8) |
None |
ModeCtrl |
Ctrl Method | 0x151,设置控制模式、MOVE模式及运动速度。每次控制机械臂运动之前都要发送一次，否则机械臂可能动不起来 | 类外调用 | ctrl_mode (uint8),move_mode (uint8), move_spd_rate_ctrl (uint8),is_mit_mode(uint8) |
None |
EndPoseCtrl |
Ctrl Method | 0x152,0x153,0x154,控制机械臂的末端位置和姿态。是下面三个函数的汇总,需要注意的是，该函数发送出去的x、y、z数值单位为0.001mm,rx、ry、rz数值单位为0.001度,假如需要机械臂向x轴方向运行0.3m，则发送的数据应为0.3*100*1000=30000 | 类外调用 | X (int), Y (int), Z (int), RX (int), RY (int), RZ (int) |
None |
__CartesianCtrl_XY |
Ctrl Method | 控制机械臂笛卡尔坐标的XY轴运动。 | 类内调用(私有) | X (int), Y (int) |
None |
__CartesianCtrl_ZRX |
Ctrl Method | 控制机械臂笛卡尔坐标的Z轴和RX轴运动。 | 类内调用(私有) | Z (int), RX (int) |
None |
__CartesianCtrl_RYRZ |
Ctrl Method | 控制机械臂笛卡尔坐标的RY轴和RZ轴运动。 | 类内调用(私有) | RY (int), RZ (int) |
None |
JointCtrl |
Ctrl Method | 0x155,0x156,0x157,控制机械臂的六个关节运动。需要注意的是，该函数发送出去的数值单位为0.001度,假如需要机械臂1号关节运动90度(1.57弧度)，则发送的数据为90*1000,如果是弧度，则1.57*1000*(180/3.14) | 类外调用 | joint_1 (int), joint_2 (int), joint_3 (int), joint_4 (int), joint_5 (int), joint_6 (int) |
None |
__JointCtrl_12 |
Ctrl Method | 控制机械臂1,2关节运动。 | 类内调用(私有) | joint_1 (int), joint_2 (int) |
None |
__JointCtrl_34 |
Ctrl Method | 控制机械臂3,4关节运动。 | 类内调用(私有) | joint_3 (int), joint_4 (int) |
None |
__JointCtrl_56 |
Ctrl Method | 控制机械臂5,6关节运动。 | 类内调用(私有) | joint_5 (int), joint_6 (int) |
None |
MoveCAxisUpdateCtrl |
Ctrl Method | 机械臂圆弧模式控制，需要EndPoseCtrl配合使用。EndPoseCtrl发布目标位姿，MoveCAxisUpdateCtrl按照参数执行上一条 EndPoseCtrl() 设定的目标位姿，并更新运动轨迹。 | 类外调用 | instruction_num:int |
None |
GripperCtrl |
Ctrl Method | 0x159控制机械臂夹爪的运动。夹爪适配agx的末端执行器，夹爪模块是独立使能,需要注意的是，该函数发送出去的数值单位为0.001mm,假如需要夹爪运动50mm，则发送的数据为50*1000=50000 | 类外调用 | gripper_angle (int), gripper_effort (int), gripper_code (int), set_zero (int) |
None |
MasterSlaveConfig |
Ctrl Method | 0x470,配置机械臂随动主从模式。 | 类外调用 | linkage_config (int), feedback_offset (int), ctrl_offset (int), linkage_offset (int) |
None |
DisableArm |
Ctrl Method | 0x471,失能电机。此时指定电机失去力，如果此时机械臂处于非零点位置，例如2号关节和3号关节抬起状态下，机械臂会直接失力掉下来 | 类外调用 | motor_num (int), enable_flag (int) |
None |
EnableArm |
Ctrl Method | 0x471,使能机械臂电机，此时指定的机械臂电机上电，用手尝试移动机械臂关节是无法移动的 | 类外调用 | motor_num (int), enable_flag (int) |
None |
SearchMotorMaxAngleSpdAccLimit |
Ctrl Method | 0x472,查询电机角度、最大速度及最大加速度限制。这是一个主动发送后反馈指定消息的指令，为应答式指令，可以通过修改search_content来查询指定的内容，反馈的内容是单个电机的 |
类外调用 | motor_num (int), search_content (int) |
None |
SearchAllMotorMaxAngleSpd |
Ctrl Method | 查询全部电机的电机最大角度/最小角度/最大速度指令 | 类外调用 | None | None |
SearchAllMotorMaxAccLimit |
Ctrl Method | 查询全部电机的最大加速度限制指令 | 类外调用 | None | None |
MotorAngleLimitMaxSpdSet |
Ctrl Method | 设置电机角度限制及最大速度。 | 类外调用 | motor_num (int), max_angle_limit (int), min_angle_limit (int), max_joint_spd (int) |
None |
MotorMaxSpdSet |
Ctrl Method | 设置电机最大速度。 | 类外调用 | motor_num (int), max_joint_spd (int) |
None |
JointConfig |
Ctrl Method | 配置关节参数。 | 类外调用 | joint_num (int), set_zero (int), acc_param_is_effective (int), max_joint_acc (int), clear_err (int) |
None |
JointMaxAccConfig |
Ctrl Method | 设定关节最大加速度 | 类外调用 | motor_num (int), max_joint_acc (int) |
None |
SetInstructionResponse |
Ctrl Method | 设置指令应答。 | 类外调用 | instruction_index (int), zero_config_success_flag (int) |
None |
ArmParamEnquiryAndConfig |
Ctrl Method | 机械臂参数查询与设置。 | 类外调用 | param_enquiry (int), param_setting (int), data_feedback_0x48x (int), end_load_param_setting_effective (int), set_end_load (int) |
None |
EndSpdAndAccParamSet |
Ctrl Method | 设置机械臂末端速度及加速度参数。 | 类外调用 | end_max_linear_vel (int), end_max_angular_vel (int), end_max_linear_acc (int), end_max_angular_acc (int) |
None |
CrashProtectionConfig |
Ctrl Method | 配置机械臂碰撞防护等级。 | 类外调用 | joint_1_protection_level (int), joint_2_protection_level (int), joint_3_protection_level (int), joint_4_protection_level (int), joint_5_protection_level (int), joint_6_protection_level (int) |
None |
SearchPiperFirmwareVersion |
Ctrl Method | 查询piper机械臂的主控固件版本 | 类外调用 | None | None |
__JointMitCtrl |
Ctrl Method | 0x15A,0x15B,0x15C,0x15D,0x15E,0x15F,机械臂关节1~6MIT控制指令 | 类内调用 | self,motor_num:int,pos_ref:float,vel_ref:float,kp:float,kd:float,t_ref:float,p_min:float=-12.5,p_max:float=12.5,v_min:float=-45.0,v_max:float=45.0,kp_min:float=0.0,kp_max:float=500.0,kd_min:float=-5.0,kd_max:float=5.0,t_min:float=-18.0,t_max:float=18.0 |
None |
JointMitCtrl |
Ctrl Method | 0x15A,0x15B,0x15C,0x15D,0x15E,0x15F,机械臂关节1~6MIT控制指令 | 类外调用 | self,motor_num:int,pos_ref:float,vel_ref:float,kp:float,kd:float,t_ref:float |
None |
GripperTeachingPendantParamConfig |
Ctrl Method | 夹爪/示教器参数设置指令(基于V1.5-2版本后) | 类外调用 | teaching_range_per:int=100, max_range_config:int=70, teaching_friction:int = 1 |
None |
注意：
所有Update函数都是用来读取can数据帧后更新解析的数据到私有变量中的接口,由于获取消息并处理后的变量被更新到私有变量中，因此需要用类内的Get函数来获取私有变量的数值
注意获取的所有数值为原始数值
机械臂末端位姿反馈单位为0.001mm
关节角变量单位为0.001度
夹爪反馈的行程单位为0.001mm
夹爪反馈的扭矩单位为0.001N/m
因此需要自行处理单位问题，例如需要获取夹爪当前角度，需要将Get到的关节角度除以1000，才是获取到的真实角度