Python SDK - StarArm 102 机械臂控制

📖 简介

Python SDK 是 StarArm 102 机械臂的 Python 控制接口，提供简单易用的 Python API 用于机械臂的实时控制。该 SDK 支持主从遥操作模式，可通过 UART 串口直接控制机械臂舵机。

✨ 核心特性

🤖 主从遥操作：支持 Leader 机械臂实时控制 Follower 机械臂
⚡ 高实时性：支持 100Hz+ 的控制频率
🎯 多关节控制：同时控制 7 个舵机关节
📊 性能监控：实时显示控制频率
🔧 简单易用：基于 Python，无需复杂配置

🚀 快速开始

环境要求

项目	要求
操作系统	Ubuntu 22.04
Python 版本	Python 3.8+
硬件设备	StarArm 102 机械臂 (Leader + Follower)
串口设备	2个 USB 转串口设备

安装依赖

# 安装 Python 依赖包
pip install pyserial fashionstar-uart-sdk

硬件连接

连接 Leader 机械臂：
使用 USB 线将 Leader 机械臂连接到计算机
确认端口号（默认为 /dev/ttyUSB0）
连接 Follower 机械臂：
使用 USB 线将 Follower 机械臂连接到计算机
确认端口号（默认为 /dev/ttyUSB1）
检查 USB 设备：

# 查看所有串口设备
ls -l /dev/ttyUSB*

# 如果没有权限，赋予读写权限
sudo chmod 777 /dev/ttyUSB*

📂 项目结构

Python_SDK/
├── stararm102_ro.py       # 主从控制程序
└── README.md              # 本文档

💻 使用说明

基本使用

1. 配置串口参数

编辑 stararm102_ro.py 文件，修改以下参数：

SERVO_BAUDRATE = 1000000          # 舵机通信波特率
LEADER_PORT_NAME = "/dev/ttyUSB0" # Leader 机械臂端口号
FOLLOWER_PORT_NAME = "/dev/ttyUSB1" # Follower 机械臂端口号

2. 运行主从控制程序

# 赋予 USB 设备权限
sudo chmod 777 /dev/ttyUSB*

# 运行控制程序
python3 stararm102_ro.py

3. 程序功能

程序启动后，将执行以下操作：

初始化串口连接：
建立 Leader 机械臂的 UART 连接
建立 Follower 机械臂的 UART 连接
读取 Leader 状态：
实时读取 Leader 机械臂各关节角度
支持 7 个舵机（ID: 0-6）
控制 Follower 运动：
将 Leader 关节角度转换为 Follower 控制指令
通过多圈角度间隔控制方式发送指令
性能监控：
每秒显示当前运行频率（Hz）
控制频率通常在 200Hz 左右

4. 停止程序

按 Ctrl+C 终止程序运行

🔧 API 说明

主要函数

`main(args=None)`

主控制函数

功能：

初始化 Leader 和 Follower 串口连接
实时读取 Leader 关节角度
控制 Follower 跟随 Leader 运动
显示运行频率

参数：无

舵机控制参数

参数	值	说明
`SERVO_BAUDRATE`	1000000	舵机通信波特率
`LEADER_PORT_NAME`	/dev/ttyUSB0	Leader 端口号
`FOLLOWER_PORT_NAME`	/dev/ttyUSB1	Follower 端口号
`servo_ids`	[0,1,2,3,4,5,6]	舵机 ID 列表

📊 控制流程

┌─────────────┐
│  Leader     │
│  机械臂      │
└──────┬──────┘
       │ 读取角度
       ▼
┌──────────────────┐
│   UART 串口通信   │
│ (/dev/ttyUSB0)   │
└──────┬───────────┘
       │
       ▼
┌──────────────────┐
│  Python 控制程序  │
│  - 数据处理       │
│  - 角度转换       │
└──────┬───────────┘
       │ 发送指令
       ▼
┌──────────────────┐
│   UART 串口通信   │
│ (/dev/ttyUSB1)   │
└──────┬───────────┘
       │
       ▼
┌─────────────┐
│  Follower   │
│  机械臂      │
└─────────────┘

🛡️ 安全注意事项

操作前检查：
确保 USB 连接稳定
确认机械臂周围无障碍物
检查电源供电是否正常
急停控制：
按 Ctrl+C 立即停止程序
如遇异常，拔掉 USB 线断开连接
关节限制：
确保 Leader 机械臂在安全角度范围内操作
避免快速大幅度移动
电源管理：
使用稳定的 12V 电源
避免电压波动

🐛 故障排除

常见问题

Q1: 找不到 /dev/ttyUSB0 设备？

# 检查 USB 设备
ls -l /dev/ttyUSB*

# 检查 USB 设备信息
lsusb

# 查看串口日志
sudo dmesg | grep ttyUSB

# 如果被 brltty 占用，卸载它
sudo apt remove brltty

# 赋予权限
sudo chmod 777 /dev/ttyUSB*

Q2: 串口连接失败？

检查 USB 线是否松动
确认端口号是否正确
尝试更换 USB 端口
检查驱动是否正常安装

Q3: 控制频率过低？

检查串口通信是否正常
减少其他程序运行负载
使用 USB 3.0 端口以提高速度

Q4: Follower 机械臂不跟随 Leader？

检查 Follower 端口号配置
确认舵机 ID 设置正确
检查串口通信波特率

📖 详细文档

主项目 README - 项目总览
ROS2 HUMBLE 使用文档 - ROS2 控制方式
Lerobot 使用文档 - Lerobot 框架集成

🔗 相关链接

📄 许可证

本项目基于 MIT License 开源。

👥 致谢

感谢：华馨京科技提供硬件支持和 SDK

祝您使用愉快！如有问题，欢迎提交 Issue。