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机械臂力位混合控制示例 ​

1. 项目介绍 ​

本项目演示使用RM65-6F机械臂的力位混合控制功能以保证在笛卡尔空间轨迹规划时，机械臂末端接触力恒定。项目基于Cmake构建，使用了睿尔曼提供的机械臂C语言开发包。

2. 代码结构 ​

RMDemo_ForceControl/
├── build/                  # CMake构建生成的输出目录
├── include/                # 自定义头文件存放目录
├── Robotic_Arm/               # 睿尔曼机械臂二次开发包
│   ├── include/
│   │   ├── rm_define.h        # 机械臂二次开发包头文件，包含了定义的数据类型、结构体
│   │   └── rm_interface.h     # 机械臂二次开发包头文件，声明了机械臂所有操作接口
│   └── lib/
│       ├── api_c.dll          # Windows 64bit 的 API 库
│       ├── api_c.lib          # Windows 64bit 的 API 库
│       └── libapi_c.so        # Linux x86 的 API 库
├── src/                     # 源文件存放目录
│   └── main.c               # 主要功能的源文件
├── run.bat                  # Windows快速运行脚本
├── run.sh                   # linux快速运行脚本
├── CMakeLists.txt           # 项目的CMake配置文件
└── README.md                # 项目说明文档

3.项目下载 ​

通过链接下载 RM_API2 到本地：开发包下载，进入RM_API2\Demo\RMDemo_C目录，可找到RMDemo_ForceControl。

4. 环境配置 ​

在Windows和Linux环境下运行时需要的环境和依赖项：

项目LinuxWindows
系统架构x86架构-
编译器GCC 7.5或更高版本MSVC2015或更高版本 64bit
CMake版本3.10或更高版本3.10或更高版本
特定依赖RMAPI Linux版本库（位于Robotic_Arm/lib目录）RMAPI Windows版本库（位于Robotic_Arm/lib目录）

Linux环境配置 ​

1. 编译器（GCC） 在大多数Linux发行版中，GCC是默认安装的，但可能版本不是最新的。如果需要安装特定版本的GCC（如7.5或更高版本），可以使用包管理器进行安装。以Ubuntu为例，可以使用以下命令安装或更新GCC：

bash
# 检查GCC版本
gcc --version

sudo apt update
sudo apt install gcc-7 g++-7

注意：如果系统默认安装的GCC版本已满足或高于要求，则无需进行额外安装。

2. CMake CMake在大多数Linux发行版中也可以通过包管理器安装。以Ubuntu为例：

bash
sudo apt update
sudo apt install cmake

# 检查CMake版本
cmake --version

Windows环境配置 ​

1. 编译器（MSVC2015或更高版本） MSVC（Microsoft Visual C++）编译器通常随Visual Studio一起安装。可以按照以下步骤安装：

  1. 访问Visual Studio官网下载并安装Visual Studio。
  2. 在安装过程中，选择“使用C++的桌面开发”工作负载，这将包括MSVC编译器。
  3. 根据需要选择其他组件，如CMake（如果尚未安装）。
  4. 完成安装后，打开Visual Studio命令提示符（可在开始菜单中找到），输入cl命令检查MSVC编译器是否安装成功。

2. CMake 如果Visual Studio安装过程中未包含CMake，可以单独下载并安装CMake。

  1. 访问CMake官网下载适用于Windows的安装程序。
  2. 运行安装程序，按照提示进行安装。
  3. 安装完成后，将CMake的bin目录添加到系统的PATH环境变量中（通常在安装过程中会询问是否添加）。
  4. 打开命令提示符或PowerShell，输入cmake --version检查CMake是否安装成功。

5. 使用指南 ​

5.1 快速运行 ​

按照以下步骤快速运行代码：

  1. 配置机械臂IP地址： 打开 main.c 文件，在 main 函数中修改 robot_ip_address 参数为当前机械臂的IP地址，默认IP地址为 "192.168.1.18"。

    C
    const char *robot_ip_address = "192.168.1.18";

int robot_port = 8080;
rm_robot_handle *robot_handle = rm_create_robot_arm(robot_ip_address, robot_port);

  2. linux 命令行运行： 在终端进入 RMDemo_ForceControl 目录，输入以下命令运行C程序：

    bash
    chmod +x run.sh
./run.sh

    运行结果如下：

  3. Windows 运行： 双击run.bat脚本运行 运行结果如下：

    运行脚本后，运行轨迹如下图所示：

ForceControl_trajectory

5.2 关键代码说明 ​

下面是 main.c 文件的主要功能：

  • 连接机械臂 连接到指定IP和端口的机械臂。

    C
    rm_robot_handle *robot_handle = rm_create_robot_arm(robot_ip_address, robot_port);

  • 获取API版本 获取并显示API版本。

    C
    char *api_version = rm_api_version();
printf("API Version: %s.\n", api_version);

  • 关节运动到到初始位姿 调用movej运动到各关节零位，然后调用movej_p运动到初始位姿：[x,y,z,rx,ry,rz]分别为[0.3,0,0.4,3.141,0,0]

    C
    float joint_angles_start[6] = {0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0};
rm_movej(robot_handle, joint_angles_start, 20, 0, 1, 1);
rm_pose_t start_pose = { {0.3, 0, 0.4},{0, 0, 0}, {3.141, 0, 0} };
rm_movej_p(robot_handle, start_pose, 20, 0, 1, 0);

  • 启用力控模式 打开力位混合控制模式，设置使用六维力、工作坐标系、Z轴向下5N大小的恒定力控

    C
    rm_set_force_position(robot_handle, 1, 0, 2, -5);

  • 执行笛卡尔空间运动 循环调用movel直线运动在初始位姿[0.3,0,0.4,3.141,0,0]及目标位姿[0.2,0,0.4,3.141,0,0]之间运动，运动方向为X轴，每段轨迹之间等待2s。机械臂运动时接触六维力末端可感受到恒定的Z轴负方向的力。

    C
    rm_pose_t target_pose = { {0.2, 0, 0.4},{0, 0, 0}, {3.141, 0, 0} };

result = rm_movel(robot_handle, target_pose, 60, 0, 0, 1);
if (check_result(result, "Failed to perform rm_movel motion to target_pose") != 0) {
    return -1;
}
SLEEP_S(2);

// Move back to the starting position
result = rm_movel(robot_handle, start_pose, 50, 0, 0, 1);
if (check_result(result, "Failed to perform rm_movel motion to start_pose") != 0) {
    return -1;
}

  • 停止力控制模式 结束后关闭力位混合控制模式

    C
    rm_stop_force_position(robot_handle);

6. 许可证信息 ​

  • 本项目遵循MIT许可证。