Alicia-D ROS 2

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Alicia-D ROS2 是一个用于控制【灵动 Alicia-D】系列六轴机械臂（带夹爪）的 ROS 工具包。它基于 ROS 2 Humble 构建，提供通过串口通信控制机械臂运动、操作夹爪、读取姿态与状态数据等功能。

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✨ 主要特性

• ros2_control 集成：基于标准的 ros2_control 硬件接口，支持与 MoveIt2 无缝集成。
• MoveIt2 支持：完整的 MoveIt2 运动规划与执行功能。
• 关节控制：支持设置与读取六个关节的角度，提供平滑轨迹执行。
• 夹爪控制：支持精确位置控制，适配 50mm 和 100mm 两种夹爪类型。
• 实时状态反馈：实时获取关节角、夹爪位置与机器人状态。
• 自动固件检测：自动检测固件版本或手动指定（支持 V5 和 V6 固件）。
• 串口通信：自动搜索串口或手动指定，支持高波特率通信。
• 零位校准：将当前位置设置为新的零点。
• 扭矩开关：开启或关闭关节电机扭矩，实现自由拖动示教。

项目结构

alicia_d_driver/
├── include/alicia_d_driver/
│   ├── alicia_d_hardware_interface.hpp    # 硬件接口头文件
│   └── alicia_d_driver_node.hpp            # 独立驱动节点
├── src/
│   ├── alicia_d_hardware_interface.cpp     # 硬件接口实现
│   ├── alicia_d_driver_node.cpp            # 独立驱动
│   └── serial_communicator.cpp             # 串口通信
├── launch/
│   └── alicia_d_driver.launch.py           # 独立驱动启动
├── alicia_d_driver.xml                     # 插件描述
└── CMakeLists.txt

alicia_d_moveit/
├── config/
│   ├── alicia_d_descriptions.ros2_control.xacro  # 硬件接口配置
│   ├── ros2_controllers.yaml               # 控制器配置
│   ├── moveit_controllers.yaml             # MoveIt 控制器映射
│   └── ...                                 # 其他 MoveIt 配置
├── launch/
│   ├── real_robot.launch.py                # 真实机械臂启动
│   ├── demo.launch.py                      # 仿真启动
│   └── ...                                 # 其他启动文件
└── package.xml

快速开始

1. 设置串口权限（一次性）

sudo usermod -a -G dialout $USER

然后需要完全注销并重新登录！

或临时设置：

sudo chmod 666 /dev/ttyCH341USB0

2. 获取源代码并编译

mkdir -p ~/alicia_ws/src
cd ~/alicia_ws
git clone https://github.com/Synria-Robotics/Alicia-D-ROS2.git -b v6.0.0 ./src
rosdep install --from-paths src --ignore-src -r -y
colcon build --packages-select alicia_d_driver alicia_d_moveit
source install/setup.bash

3. 启动真实机械臂与 MoveIt

ros2 launch alicia_d_moveit real_robot.launch.py

使用自定义参数：

ros2 launch alicia_d_moveit real_robot.launch.py \
    robot_version:=v5_6 \
    gripper_type:=100mm \
    port:=/dev/ttyCH341USB0 \
    baud_rate:=1000000 \
    firmware_version:=auto

使用方法

Launch 文件参数

参数	默认值	说明
robot_version	v5_6	机械臂版本 (v5_5 或 v5_6)
gripper_type	50mm	夹爪行程 (50mm 或 100mm)
port	/dev/ttyUSB0	串口设备
baud_rate	1000000	串口波特率
firmware_version	auto	固件版本 (5.0.0, 6.0.0, 或 auto 自动检测)

启动选项

选项 1：真实机械臂与 MoveIt（推荐）

ros2 launch alicia_d_moveit real_robot.launch.py \
    robot_version:=v5_6 \
    gripper_type:=50mm \
    port:=/dev/ttyCH341USB0 \
    baud_rate:=1000000 \
    firmware_version:=auto

选项 2：仅仿真（无硬件）

ros2 launch alicia_d_moveit demo.launch.py \
    robot_version:=v5_6 \
    gripper_type:=50mm

选项 3：独立驱动（无 MoveIt）

ros2 launch alicia_d_driver alicia_d_driver.launch.py \
    port:=/dev/ttyCH343USB0 \
    gripper_type:=100mm \
    firmware_version:=6.0.0

在 RViz 中使用 MoveIt

1. 设置目标状态：拖动交互式标记点
2. 规划运动：点击 "Plan" 按钮
3. 执行运动：点击 "Execute" 或 "Plan & Execute"

特殊命令

启动独立驱动:

ros2 launch alicia_d_driver alicia_d_driver.launch.py port:=/dev/ttyUSB0 gripper_type:=100mm firmware_version:=6.0.0

使能手引导模式（零力矩）

ros2 topic pub --once /demonstration std_msgs/msg/Bool "{data: true}"

禁用手引导（恢复全力矩）

ros2 topic pub --once /demonstration std_msgs/msg/Bool "{data: false}"

零位校准

步骤 1：禁用力矩

ros2 topic pub --once /demonstration std_msgs/msg/Bool "{data: true}"

步骤 2：将机械臂放置到期望的姿势

步骤 3：执行校准

ros2 topic pub --once /zero_calibrate std_msgs/msg/Bool "{data: true}"

故障排除

连接问题

问题：无法连接到串口

解决方案：

1. 检查线缆连接
2. 验证端口名称：ls /dev/tty*
3. 检查权限：ls -l /dev/ttyCH341USB0
4. 将用户添加到 dialout 组：sudo usermod -a -G dialout $USER

控制器故障

问题：控制器启动失败

解决方案：

1. 检查硬件接口：ros2 control list_hardware_interfaces
2. 检查控制器：ros2 control list_controllers
3. 验证机械臂已连接并通电

运动执行问题

问题：规划成功但执行失败

解决方案：

1. 验证固件版本是否正确检测（查看日志）
2. 确保夹爪类型与硬件匹配（50mm vs 100mm）
3. 使用 debug_mode:=true 监控串口通信
4. 尝试显式指定固件版本：firmware_version:=5.0.0

文档

详细文档请参阅：

• 完整使用指南 - 详细的安装、配置和使用说明
• MoveIt 2 文档
• ros2_control 文档
• ROS2 Humble 文档

系统架构

MoveIt → Joint Trajectory Controllers → ros2_control → Hardware Interface → Serial → Robot
                                                ↓
                                        Joint State Publisher
                                                ↓
                                           /joint_states

安全注意事项

⚠️ 重要的安全指南：

1. 始终准备好紧急停止
2. 在执行运动前清理工作区域
3. 从慢速开始
4. 首先在仿真中测试
5. 在操作过程中监控机械臂

支持

如有问题或疑问：

1. 查看故障排除部分
2. 查看 ROS 日志：~/.ros/log/
3. 启用调试模式：debug_mode:=true
4. 检查硬件连接和固件版本