RoArm-M2-S 机械臂控制

MOVING CTRL - 机械臂运动控制

在RoArm-M2-S_Web端使用中，介绍了如何通过Web端来控制机械臂运动，其中包含关节角度控制和三维直角坐标控制。

在本教程中，将介绍机械臂运动控制的JSON指令具体含义。主要包括关节角度控制和三维直角坐标控制的JSON指令含义，关节角度控制分为以角度制形式和弧度制形式来进行控制，三维直角坐标控制是针对机械臂末端点的坐标位置来进行控制。

这一章节的JSON指令快捷输入位于Web端界面的“MOVING CTRL”模块中。

复位

CMD_MOVE_INIT - 运动到初始位置

{"T":100}

100：表示这条指令为CMD_MOVE_INIT，让机械臂的所有关节转动到初始位置。

正常情况下机械臂开机时会自动转动到初始位置。该指令会引起进程阻塞。

关节角度控制

CMD_SINGLE_JOINT_CTRL - 单独关节控制（弧度制）

{"T":101,"joint":0,"rad":0,"spd":0,"acc":10}

101：表示这条指令为CMD_SINGLE_JOINT_CTRL，以弧度制形式来控制机械臂某个关节的转动。

joint：关节序号。
- 1：BASE_JOINT基础关节。
- 2：SHOULDER_JOINT肩关节。
- 3：ELBOW_JOINT肘关节。
- 4：EOAT_JOINT手腕/夹爪关节。

rad：为需要转动到的角度（以弧度制形式来显示），以各个关节的初始位置为准，各个关节的默认角度和转动方向如下：
- BASE_JOINT的初始位置默认角度为 0，角度转动范围为 3.14 至 -3.14 之间。角度增加时，基础关节向左转动；角度减少时，基础关节向右转动。
- SHOULDER_JOINT的初始位置默认角度为 0，角度转动范围为 1.57 至 -1.57 之间。角度增加时，肩关节向前转动；角度减少时，肩关节会向后转动。
- ELBOW_JOINT的初始位置默认角度为 1.570796，角度转动范围为 3.14 至 -1.11 之间。角度增加时，肘关节向下转动；角度减少时，肘关节会往反方向转动。
- EOAT_JOINT的初始位置默认角度为 3.141593。产品默认的是夹爪关节，角度转动范围为 1.08 至 3.14 之间，角度减少时，夹爪关节会张开。若更换为手腕关节，角度转动范围为 1.08 至 5.20 之间，角度增加时，手腕关节向下转动；角度减少时，手腕关节向上转动。

spd：转动的速度，速度单位为步/秒，舵机的一圈为 4096 步，数值越大速度越快，当速度值为 0 时，以最大速度转动。

acc：转动开始和结束时的加速度，数值越小启停越平滑，数值可以为 0-254 ，单位为 100 步/秒^2。如设置为 10 时，则按照 1000 步每秒的平方加速度变速。当加速度值为 0 时，则按照最大的加速度运行。

CMD_JOINTS_RAD_CTRL - 全部关节控制（弧度制）

{"T":102,"base":0,"shoulder":0,"elbow":1.57,"hand":3.14,"spd":0,"acc":10}

102：表示这条指令为CMD_JOINTS_RAD_CTRL，以弧度制形式来控制机械臂全部关节的转动。

base：基础关节的角度，角度转动范围见上方“CMD_SINGLE_JOINT_CTRL”指令中rad键的说明。

shoulder：肩关节的角度。

elbow：肘关节的角度。

hand：夹爪/手腕关节的角度。

spd：转动的速度，速度单位为步/秒，舵机的一圈为4096步，数值越大速度越快，当速度值为0时，以最大速度转动。

acc：转动开始和结束时的加速度，数值越小启停越平滑，数值可以为0-254，单位为100步/秒^2。如设置为10时，则按照1000步每秒的平方加减速度变速。当加速度值为0时，则按照最大的加速度运行。

CMD_EOAT_HAND_CTRL - 末端关节控制（弧度制）

{"T":106,"cmd":3.14,"spd":0,"acc":0}

106：这条指令为CMD_EOAT_HAND_CTRL，用来设置夹爪/手腕关节的转动角度。

cmd：为需要转动到的角度（以弧度制来显示）。EOAT_JOINT的初始位置默认角度为3.141593。
- 产品默认的是夹爪关节，角度转动范围为1.08至3.14之间，角度减少时，夹爪关节会张开。
- 若更换为手腕关节，角度转动范围为1.08至5.20之间，角度增加时，手腕关节向下转动；角度减少时，手腕关节向上转动。

spd：转动的速度，速度单位为步/秒，舵机的一圈为4096步，数值越大速度越快，当速度值为0时，以最大速度转动。

acc：转动开始和结束时的加速度，数值越小启停越平滑，数值可以为0-254，单位为100步/秒^2。如设置为10时，则按照1000步每秒的平方加减速度变速。当加速度值为0时，则按照最大的加速度运行。

CMD_SINGLE_JOINT_ANGLE - 单独关节控制（角度制）

{"T":121,"joint":1,"angle":0,"spd":10,"acc":10}

121：这条指令为CMD_SINGLE_JOINT_ANGLE，以角度制形式来控制机械臂某个关节的转动。

joint：关节序号。
- 1：BASE_JOINT基础关节。
- 2：SHOULDER_JOINT肩关节。
- 3：ELBOW_JOINT肘关节。
- 4：EOAT_JOINT手腕/夹爪关节。

angle：为需要转动到的角度，以各个关节的初始位置为准，各个关节的默认角度和转动方向如下：
- BASE_JOINT的初始位置默认角度为0°，角度转动范围为180°至-180°之间。角度增加时，基础关节向左转动；角度减少时，基础关节向右转动。
- SHOULDER_JOINT的初始位置默认角度为0°，角度转动范围为90°至-90°之间。角度增加时，肩关节向前转动；角度减少时，肩关节会向后转动。
- ELBOW_JOINT的初始位置默认角度为90°，角度转动范围为180°至-45°之间。角度增加时，肘关节向下转动；角度减少时，肘关节会往反方向转动。
- EOAT_JOINT的初始位置默认角度为180°。产品默认的是夹爪关节，角度转动范围为45°至180°之间，角度减少时，夹爪关节会张开。若更换为手腕关节，角度转动范围为45°至315°之间，角度增加时，手腕关节向下转动；角度减少时，手腕关节向上转动。

spd：转动的速度，速度单位为°/s，数值越大速度越快，当速度值为0时，以最大速度转动。

acc：转动开始和结束时的加速度，数值越小启停越平滑，单位为°/s^2。当加速度值为0时，则按照最大的加速度运行。

CMD_JOINTS_ANGLE_CTRL - 全部关节控制（角度制）

{"T":122,"b":0,"s":0,"e":90,"h":180,"spd":10,"acc":10}

122：这条指令为CMD_JOINTS_ANGLE_CTRL，以角度制形式来控制机械臂所有关节的转动。

b：基础关节的角度，角度转动范围见“CMD_SINGLE_JOINT_ANGLE”指令中angle键的说明。

s：肩关节的角度。

e：肘关节的角度。

h：夹爪/手腕关节的角度。

spd：转动的速度，速度单位为°/s，数值越大速度越快，当速度值为0时，以最大速度转动。

acc：转动开始和结束时的加速度，数值越小启停越平滑，数值可以为0-254，单位为°/s^2。当加速度值为0时，则按照最大的加速度运行。

三维直角坐标控制

CMD_SINGLE_AXIS_CRTL - 机械臂末端点的单独轴位置控制（逆运动学）

{"T":103,"axis":2,"pos":0,"spd":0.25}

机械臂的坐标轴定义基于右手定则，机械臂的正前方为X轴正方向，机械臂的前方的左侧为Y轴正方向，机械臂的竖直正上方为Z轴正方向。

103：表示这条指令为CMD_SIGNLE_AXIS_CRTL，以给机械臂末端点单独轴的坐标位置来控制机械臂运动。

axis：表示为轴的序号。1-X轴；2-Y轴；3-Z轴；4-T轴，夹爪/手腕的角度，弧度制。

pos：某个轴的具体位置，单位为mm。例如上方的例子就是让机械臂末端点运动至Y轴的0位置，也就是机械臂的正前方。

spd：运动的速度，该数值越大速度越快，本移动命令底层包含了曲线速度控制函数，所以速度并不是恒定的。

该指令会引起进程阻塞。

CMD_XYZT_GOAL_CTRL - 机械臂末端点位置控制（逆运动学）

{"T":104,"x":235,"y":0,"z":234,"t":3.14,"spd":0.25}

104：表示这条指令为CMD_XYZT_GOAL_CTRL，可以控制机械臂末端点位置的运动。

x，y，z，t：分别为四个轴的具体位置，单位为mm。具体可参考上方CMD_SINGLE_AXIS_CTRL指令中的介绍。

spd ：运动的速度，该数值越大速度越快，本移动命令底层包含了曲线速度控制函数，所以速度并不是恒定的。

该指令会引起进程阻塞。

CMD_XYZT_DIRECT_CTRL - 机械臂末端点位置控制（逆运动学）

{"T":1041,"x":235,"y":0,"z":234,"t":3.14}

1041：表示这条指令为CMD_XYZT_DIRECT_CTRL，可以控制机械臂末端点位置的运动。

x, y, z, t ：分别为四个轴的具体位置，单位为mm。具体可参考上方CMD_SINGLE_AXIS_CTRL指令中的介绍。

注意：该命令与上一个命令的区别在于，该命令不会引起进程阻塞。因为底层没有插值计算，调用该指令后机械臂会以最快的速度运动到目标点。适合通过该命令连续给新的目标点的情况，且每个命令之间的目标点位置相差不要太大。

CMD_SERVO_RAD_FEEDBACK - 获得机械臂的反馈

{"T":105}

105：表示这条指令为CMD_SERVO_RAD_FEEDBACK，可以获得机械臂末端点位置坐标和各关节角度、负载的反馈。

输入该指令后，会反馈如下信息：

{"T":1051,"x":309.0444117,"y":3.318604879,"z":238.2448043,"b":0.010737866,"s":-0.004601942,"e":1.570796327,"t":3.141592654,"torB":-56,"torS":-20,"torE":0,"torH":0}

x、y、z：分别代表末端点X轴、Y轴、Z轴的坐标。

b、s、e、t：分别代表基础关节、肩关节、肘关节、末端关节角度，以弧度制形式显示。

torB、torS、torE、torH：分别代表基础关节、肩关节、肘关节、末端关节的负载。

CMD_CONSTANT_CTRL - 连续运动控制（角度控制 + 逆运动学控制）

{"T":123,"m":0,"axis":0,"cmd":0,"spd":0}

123：这条指令为CMD_CONSTANT_CTRL，使机械臂各关节或机械臂末端点在输入指令后可以连续运动。

m：表示连续运动控制模式。
- 0：角度控制模式。
- 1：坐标控制模式。

axis：不同模式下控制转动的部位不一样。
- 角度控制模式下：m值为0时，控制的是机械臂各关节角度的转动。1 - BASE基础关节；2 - SHOULDER肩关节；3 - ELBOW肘关节；4 - HAND夹爪/手腕关节。
- 坐标控制模式下：m的值为1时，控制的是机械臂末端点坐标的转动。1 - X轴；2 - Y轴；3 - Z轴；4 - HAND夹爪/手腕关节。

cmd：运动的状态。
- 0 - STOP停止运动。
- 1 - INCREASE角度控制模式，增加角度；逆运动学控制模式，增加坐标轴值。
- 2 - DECREASE角度控制模式，减少角度；逆运动学控制模式，减少坐标轴值。

spd：速度系数，数值越大速度越快，由于各个关节转速有上限，因此建议在0-20之间取值。

本章节介绍了机械臂运动控制JSON指令的使用含义，回到RoArm-M2-S主界面学习机械臂更多方面的使用。

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