Soma Zero Tutorials
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1.3 上位机软件使用手册

1. 上位机软件使用

1.1 软件启动

  • 前往 Episode1 资料下载中心下载 Episode1 上位机软件

  • 打开上位机软件，界面如下：

    不同版本可能界面和功能稍有不同，下图是 V0.9.0 的

1.2 软件使用

1.2.1 连接参数

  • USB ID：标识 USB2CAN 转换器在电脑中的连接顺序，编号从 1 开始。支持同时连接多台机械臂，最多可扩展至 6 台。
  • IP 地址：用于客户端（如 Python 代码）通过 TCP 协议连接机械臂 API 服务，提供两种模式：
    • Localhost（127.0.0.1）：仅限当前电脑本地访问。
    • 0.0.0.0：支持局域网访问，客户端需与当前电脑处于同一网络。需要防火墙放行。
  • 端口：TCP API 服务的通信端口，可自定义设置，常用于区分同一 IP 地址下的多台机械臂。

1.2.2 复选框

  • 恢复模式：

    • 为保证运动精度，机械臂每次重启上电后需执行回零操作，耗时约 1 分钟。

    • 不勾选（默认）：启动服务后，机械臂自动回零。

    • 勾选（恢复模式）：读取机械臂当前关节角度，直接恢复服务，无需回零。

      • 适用场景：机械臂长期通电，需快速恢复服务以节省时间。

  • 启动 RoboDK：

    • 在示教模式下，可同步 RoboDK 仿真（需提前安装 RoboDK 软件）。

      在 Robodk 仿真章节会有详细介绍。

  • 启用日志：是否启用运行日志。

1.2.3 操作按钮

  • 启动服务器：

    • 建立与机械臂的通信，开启 TCP 协议 API 服务，允许上位机或 API 控制机械臂。
    • 每 5 秒读取一次机械臂的关节角度（编码器数据）和当前位置（正运动学计算）。

  • 停止服务器：

    • 终止服务并断开与机械臂的通信。
    • 自动启用恢复模式，以便下次快速启动。

  • 立即紧急停止：

    • 按下按钮：机械臂立即停止运动，并忽略后续指令。

      注意：紧急停止功能不适用于舵机夹爪，操作时请注意安全。

    • 恢复服务：重新启用机械臂，使其接收控制指令。

1.2.4 机械臂状态

启动服务器后，每 5 秒读取一次机械臂的关节角度（编码器数据）和当前位置（正运动学计算）。

1.2.5 关节角度控制

可以在此简单控制各个关节角度运动，更多控制指令参考 SDK。

1.3 回隙说明

  • 回程间隙是指减速机在正向驱动时，输出轴无法进行运动的最小间隙。间隙就是齿轮与齿轮之间的间隙，一般称作回程间隙，也称为背隙。

    对于更精密的减速器，如谐波减速器，一般回隙很小或无回隙，但价格也和行星不再一个档次。

    回隙主要影响绝对精度，对于重复精度影响较小。我们使用机械臂更在乎的是重复精度。

  • 感受回隙：上电，再次轻轻旋转各个关节，如果更换过键、对应紧固螺钉都紧固过，仍然会发现带减速器的关节仍然会有一点点活动空间，这个便是减速器齿轮的回隙。

    如果间隙较大，可能是结构松了，不是回隙问题。

  • 对应 hanpose 商家提供的数据如下：

  • Episode1 机械臂各关节使用减速器比例：

    • 二级 25:1
    • 二级 20:1
    • 二级 25:1
    • 一级 10:1
    • 无
    • 无

  • 第 5、6 关节，无减速器，基本无回隙。

  • 第 4 个关节，用的是一级减速器，回隙较小，影响不大。

  • 第 3 个关节，实际使用中，因为上位机的回零策略，通过重力抵消，克服了回隙影响，可忽略回隙。

  • 第 2 个关节，实际使用中，因为上位机的回零策略，通过重力抵消，分为两种情况：

    大臂、小臂组合体重心在第二个电机轴左侧 大臂、小臂组合体重心在第二个电机轴右侧
    该状态会有回隙影响，尽量避免这个姿态，或者自己通过测量误差，在控制代码中补偿角度（上位机无法统一补偿，因为每台机器可能误差不同）。 通过重力抵消，已消除回隙影响，机械臂大部分都处于这种姿态。

    • 特别注意：机械臂开机启动后，由图左侧状态瞬间切换到右侧状态时，你会看到机械臂会自由运动对应回隙的角度。

    • 验证抵消效果：

      使机械臂运动到默认姿态（第 2、3 关节分别是 90、83 度）使用角度测量仪器，可测量大臂边，和小臂旋转面，看看是不是垂直和水平。

  • 第 1 个关节，因为回零策略，在单个方向无回隙影响，在另一个方向有回隙，可自己通过测量误差，在控制代码中补偿角度（上位机无法统一补偿，因为每台机器可能误差不同）。

  • 减少回隙建议：如需尽可能减小减速器回隙影响，欢迎联系助手购买 J1 谐波减速器升级套件（需要更换第一个关节电机、减速器、法兰、相应螺钉等，底座外壳等不需要更换）。

2. 煲机

  • 目的：通过连续小幅运动测试，使电机、减速器、关节充分磨合，确保机械臂运行稳定。

  • 建议煲机时间：1 小时。

  • 操作步骤：

    • 固定机械臂底座，上电并清空周围障碍物。

    • 启动上位机服务器。

    • 点击“工具-测试运动”，机械臂将按预设位置不间断移动。

    • 1 小时后，点击“紧急停止”或“停止服务器”结束运动。

很多同学还在痛苦的组装，如果你已经在煲机，请分享一下你的视频到答疑群，鼓励一下这些朋友！

恭喜你！现在，你已经学会使用上位机，赶快去：