ZNJ RM-X52-TNM User manual

北京智能佳科技有限公司
地址：北京市亦庄经济开发区凉水河二街 8号大族企业湾 7号楼 A座2层邮编：100176
网址：www.bjrobot.com 邮箱：[e-mail] 全国服务热线：400 099 1872
RM-X52-TNM 使用手册
1. 概述
OpenManipulator-X（RM-X52-TNM）是一款支持 ROS 的完全开放的机器人平台，由
OpenSoftware、OpenHardware 和OpenCR（嵌入式板）组成。
软件开源
OpenManipulator-X（RM-X52-TNM）是基于 ROS 和OpenSource 的机器人平台。这款机械
臂是与 Turtlebot3 具有完全的硬件兼容性。用户还可以通过将其与 moveit 链接来更轻松地控
制。即使你没有真正的机器人，你也可以在观景台模拟器中控制机器人。
硬件开源
OpenMANIPULATOR-X（RM-X52-TNM）是一款可以硬件开源的机器人平台. 大多数组件
都以 STL 文件的形式上传，这样用户就可以轻松地进行 3D 打印。 用户还可以修改链接的
长度或机器人的设计。OpenMANIPULATOR-X （RM-X52-TNM）是由用于 TB3 机器人的
X系列舵机组成。

北京智能佳科技有限公司
地址：北京市亦庄经济开发区凉水河二街 8号大族企业湾 7号楼 A座2层邮编：100176
网址：www.bjrobot.com 邮箱：[e-mail] 全国服务热线：400 099 1872
OpenCR (嵌入式控制板)
RM-X52-TNM 也可以使用 OpenCR（用于 ROS 的开源控制模块）进行控制, 这个控制板可
以用于 TB3 机器人。OpenCR 的计算能力和实时可控性可以支持正向和反向运动学，以及配
置文件控制实例。
舵机实例
OpenManipulator-X（RM-X52-TNM）是由 X舵机系列和 3D 打印配件组成。舵
机采用模块化形式，采用菊花链法。它允许用户添加或删除关节，以满足自身的
使用需求。利用这一特点，用户可以构建 7种不同类型的 OpenManipulator-X 系
列：Chain、Scara、Link、Planar、Delta、Stewart 和Linear。
2. 说明
硬件说明
项目
单位
OpenMANIPULATOR-X 机械臂
执行机构
XM430-W350-T 舵机
输入电压
V
12
自由度
-
5 (4 个自由度+ 夹持器 1个自由度)

北京智能佳科技有限公司
地址：北京市亦庄经济开发区凉水河二街 8号大族企业湾 7号楼 A座2层邮编：100176
网址：www.bjrobot.com 邮箱：[e-mail] 全国服务热线：400 099 1872
项目
单位
OpenMANIPULATOR-X 机械臂
有效载荷
g
500
重复定位精度
mm
< 0.2
速度(关节)
RPM
46
重量
kg (lb)
0.70 (1.54)
可达范围
mm (in)
380 (14.9)
夹持器可达范围
mm (in)
20~75 (0.79~2.95)
通讯模式
-
TTL Level Multidrop BUS
软件
-
ROS, Dynamixel SDK, Arduino, Processing
主控制器
-
PC, OpenCR
尺寸图
3.入门使用手册
本章针对的是 OpenManipulator-X 的新手。本手册包含大量内容，但本章解释了如何区分信
息。

北京智能佳科技有限公司
地址：北京市亦庄经济开发区凉水河二街 8号大族企业湾 7号楼 A座2层邮编：100176
网址：www.bjrobot.com 邮箱：[e-mail] 全国服务热线：400 099 1872
关于 OpenMANIPULATOR-X 机械臂
OpenManipulator-X 是支持 ROS，的一个完全开放的机器人平台，由开源软件、开源硬
件以及 OpenCR(嵌入式控制板)组成。首先， 从概述和说明章节获得信息以全面了解
OpenManipulator-X。
OpenMANIPULATOR-X 机械臂设置
当您从上述步骤对 OpenManipulator-X 有足够的了解时，建议按以下顺序进行。
硬件设置
1. 检查配件清单 : OpenMANIPULATOR-X 仅包含配置 OpenManipulator-X主体所需的零
件。为了控制和操作 OpenMANIPULATOR-X，请选择购买有些必要的配件，请查看配
件列表，准备好所需的所有配件。12V 5A 的电源是用于为 OpenMANIPULATOR-X 的
舵机提供 12V 电源的必备配件。底板 02 用于将 OpenManipulator-X 固定到工作区间。
您需要准备的控制器或通信板取决于您的开发环境。如果您想在嵌入式系统上开发，请
准备 OpenCR 和PC。要使用 ROS，请准备好您的电脑和 u2d2+u2d2 电源供电板或
OpenCR。综上所述，需准备的配件如下表所示。
2. 装配 ：请按照装配手册的说明装配 OpenManipulator-X。
配件清单
ROS 开发环境
嵌入式环境
机械臂
OpenMANIPULATOR-X
OpenMANIPULATOR-X
板
Base Plate-02
Base Plate-02
电源
SMPS 12V5A
SMPS 12V5A
控制板
OpenCR 或U2D2+U2D2 电源供电板
OpenCR
连接电路板
OpenMANIPULATOR-X 要安装软件并运行，您需要连上您的电脑及电路板。您可以使
用OpenCR 或者 U2D2+ U2D2 电源供电板作为电路板。下面是一个简单的连接图。有关详
细的连接方法，请参阅[ROS]设置或[OpenCR]设置页。

北京智能佳科技有限公司
地址：北京市亦庄经济开发区凉水河二街 8号大族企业湾 7号楼 A座2层邮编：100176
网址：www.bjrobot.com 邮箱：[e-mail] 全国服务热线：400 099 1872
软件设置
OpenMANIPULATOR-X 实现了 ROS 开发环境和嵌入式系统（OpenCR）。选择要运行
OpenMANIPULATOR-X 的开发环境，并为该环境配置软件。
ROS 环境
在ROS 开发环境中，您可以使用 ROS 提供的各种包以及我们的 ROS 包运
行OpenMANIPULATOR-X。在这种情况下，运行 OpenMANIPULATOR-X 的所
有过程都是在 PC 机上完成的，而电路板仅用于将 PC 机发出的数字信号转换成
舵机中使用的通信信号。如果要在 ROS 环境中运行 OpenMANIPULATOR-X，
请根据[ROS]设置章节在 PC 上安装 Linux、ROS 和ROS 包。
嵌入式系统
如果您在嵌入式系统（OpenCR）中使用 OpenMANIPULATOR-X，您可以轻松地将您
的算法应用到一个易于使用的系统（如 Arduino IDE）上运行 OpenMANIPULATOR-X。在
这种情况下，运行 OpenMANIPULATOR-X 的主要过程是在嵌入式系统内完成的，并且可以
使用 PC 的GUI 程序、操纵杆控制器或简单的传感器向嵌入式系统发送命令。如果要在嵌入
式系统上运行 OpenMANIPULATOR-X，请在 PC 上安装软件，并按照[OpenCR]设置章节设
置OpenCR。
基本操作
ROS 环境的基本运行
完成上述步骤后，通过提供的控制器包运行 OpenMANIPULATOR-X。您可以通过 ROS
消息命令 OpenMANIPULATOR-X 移动特定位置。请参阅下一页以运行控制器包并测试它是
否工作正常。

北京智能佳科技有限公司
地址：北京市亦庄经济开发区凉水河二街 8号大族企业湾 7号楼 A座2层邮编：100176
网址：www.bjrobot.com 邮箱：[e-mail] 全国服务热线：400 099 1872
控制器包
成功运行控制器包之后，可以使用我们提供的包将 ROS 消息发布到控制器包，从而运行
OpenMANIPULATOR-X。下面的基本操作示例作为用于 ROS 发布的消息数据包提供。
GUI 程序
远程操作
OpenMANIPULATOR-X 也可以使用 MoveIt 操作！。您可以运行使用 MoveIt 的控制器包！
通过更改控制器包的启动文件中的变量。请参考以下章节，并尝试使用 MoveIt 进行各种动
作！.
MoveIt!
嵌入式系统的基本操作
OpenMANIPULATOR-X 不仅可以使用 ROS 操作，还可以使用简单的嵌入式系
统（OpenCR）。在嵌入式系统（OpenCR）中，在 OpenCR 内部操作运行
OpenManipulator-X 的控制过程。请参阅以下页面将控制器上载到 OpenCR。
上传控制器
有多种方法可以向 OpenCR 中运行的控制器发送命令。我们提供处理源代码作为
通过 USB 端口发送命令和接收操纵器状态的示例。我们还将控制器配置为使用
RC100 控制器操作操纵器。尝试使用 OpenCR 控制 OpenMANIPULATOR-X，请
参阅下一章节。
GUI 程序(数据处理)
RC100 远程遥控
挑战应用程序

北京智能佳科技有限公司
地址：北京市亦庄经济开发区凉水河二街 8号大族企业湾 7号楼 A座2层邮编：100176
网址：www.bjrobot.com 邮箱：[e-mail] 全国服务热线：400 099 1872
您想要将 OpenMANIPULATOR-X 应用于实际工作吗？尝试将新的 ROS 包应用于
OpenMANIPULATOR-X。可以应用于各种任务。我们提供了使用 Astra Pro、Realsence D435
和Raspberry PI Camera V2 进行 AR 标记识别的示例。请参阅下面的示例，以挑战基于摄像
头的操作应用程序。
摄像头应用程序
您想要在人类无法访问的区域运行 OpenManipulator-X 吗？您想要简单直观的运动计划吗？
主从应用程序就是答案。我们提供了一个例子，通过链接两个打开的机械手 X和操作主机
械手的手动指导教学，可以很容易地创建运动。通过以下链接尝试主从应用程序。
主从配置
操纵器的设计
移动操纵
OpenMANIPULATOR-X 与Turtlebot3 华夫具有完整的硬件组合。通过组装
Turtlebot3 华夫和 OpenMANIPULATOR-X 挑战您的移动操作。
修模
我们提出了一种替换和操作机械手的工具（夹持器）的方法，以利用 OpenMANIPULATOR-X
实现更广泛的应用。如下面的示例所示，使用笔架或真空抓取器尝试新的应用程序，并创建
自己的工具来挑战更多的应用程序。

北京智能佳科技有限公司
地址：北京市亦庄经济开发区凉水河二街 8号大族企业湾 7号楼 A座2层邮编：100176
网址：www.bjrobot.com 邮箱：[e-mail] 全国服务热线：400 099 1872
OpenMANIPULATOR Friends
修改 OpenMANIPULATOR-X 的硬件（DOF、结构）和软件（运动学、轨迹），并操作
您自己的 OpenMANIPULATOR。我们提供各种 OpenMANIPULATOR-X 相似系列
产品作为硬件转换的示例。试着用不同的结构控制机械手。并针对不同的结构尝试运动学
求解算法。
4.装配
配件清单
必备的配件
配件名称
数量
底盘零件
链接框架(长)
1

北京智能佳科技有限公司
地址：北京市亦庄经济开发区凉水河二街 8号大族企业湾 7号楼 A座2层邮编：100176
网址：www.bjrobot.com 邮箱：[e-mail] 全国服务热线：400 099 1872
配件名称
数量
.
连接框架(短)
1
.
导轨支架(左)
1
.
导轨支架(右)
1
.
夹手
2
.
连接杆
2
.
法兰衬套
4
.
曲柄臂
1
.
轨道块
2
.
FR12-S101-K 结构件
1
.
FR12-S102-K 机构及
2
.
FR12-H101-K 结构件
2
.
FR12-H104-K 结构件
1
执行机构
舵机 XM430-W350-T
5
数据线
X3P-100
1
.
X3P-180
2
.
X3P-240
2
工具
螺丝刀
1
.
扳手-1.5
1
.
扳手-2.0
1
.
扳手-2.5
1
其他
X-SP
24
.
螺母-M2.5
16
.
螺母-M3
4
.
FHS-M2.5x14
12
.
WB-M2x3
38

北京智能佳科技有限公司
地址：北京市亦庄经济开发区凉水河二街 8号大族企业湾 7号楼 A座2层邮编：100176
网址：www.bjrobot.com 邮箱：[e-mail] 全国服务热线：400 099 1872
配件名称
数量
.
WB-M2x4
4
.
WB-M2.5x4
4
.
WB-M2.5x6
8
.
WB-M2.5x8
16
.
WB-M2.5x12
4
.
WB-M2.5x17
4
.
WB-M2.5x20
4
.
WB-M3x10
4
.
DC12-IDLER
3
.
DC12-IDLER-帽
3
.
DC12-P-轴承
3
.
橡胶垫
2
可选配件
配件名称
数量
电源
SMPS 12V5A
1
电路板
OpenCR
1
.
U2D2
1
.
U2D2 电源供电板
1
板
底板-02
1
3D 打印配件
我们提供 OpenMANIPULATOR-X 配件的 3D CAD 文件。用户可以轻松地修改和打印。
3D CAD 文件()形状, Thingiverse

北京智能佳科技有限公司
地址：北京市亦庄经济开发区凉水河二街 8号大族企业湾 7号楼 A座2层邮编：100176
网址：www.bjrobot.com 邮箱：[e-mail] 全国服务热线：400 099 1872
装配手册
OpenMANIPULATOR-X 交付是未组装的零件。请按照装配说明进行组装。
5.[ROS] 设置
注意 :
该测试在安装在 Ubuntu 16.04.中的 ROS Kinetic Kame 上完成。
在执行这些说明之前，请确保安装了 ROS 决定项。-安装 ROS 数据包
警告：如果您希望在 OpenCR（嵌入式板）上控制 OpenMANIPULATOR-X 而不是使用 ROS，请按照
OpenCR 设置中的说明进行设置。
电脑上安装 Ubuntu
把Ubuntu 16.04 下载并安装到您的电脑上。教程指南将帮助您安装 Ubuntu 桌面。
下载 Ubuntu
教程指南- 安装 Ubuntu 桌面
电脑上安装 ROS

北京智能佳科技有限公司
地址：北京市亦庄经济开发区凉水河二街 8号大族企业湾 7号楼 A座2层邮编：100176
网址：www.bjrobot.com 邮箱：[e-mail] 全国服务热线：400 099 1872
下面的脚本将允许您简化 ROS 安装过程。在终端窗口中运行以下命令。终端应用程序可以
通过屏幕左上角的 Ubuntu 搜索图标找到。打开终端的快捷键是 Ctrl+Alt+t，安装完 ROS 后，
请重新启动电脑。
注意:为了检查安装了哪些软件包，请检查此链接 install_ros_kinetic.sh
如果您选择手动安装，请按照下面的链接操作。
Manual installation of ROS Kinetic
安装 ROS 数据包
安装 OpenMANIPULATOR-X 的相关软件包。在终端窗口中运行以下命令。
注意：终端应用程序可以通过屏幕左上角的 Ubuntu 搜索图标找到。终端快捷键为 Ctrl+Alt+t.
通讯转换器
U2D2
连接
将微型 USB(连接到 PC）、舵机（OpenMANIPULATOR-X)）和 12V 电源连接到 U2D2 和
U2D2 电源供电板，如下所示。
注意：有关 U2D2 和U2D2 电源供电板的详细连接，请参阅 U2D2 E-手册和 U2D2 电源集
线器板 E-手册。

北京智能佳科技有限公司
地址：北京市亦庄经济开发区凉水河二街 8号大族企业湾 7号楼 A座2层邮编：100176
网址：www.bjrobot.com 邮箱：[e-mail] 全国服务热线：400 099 1872
USB 延迟计时器设置
在Linux（Ubuntu 平台）环境中，USB 延迟时间默认设置为 16ms。按照以下步骤将舵机和
通过 USB 连接的 PC 之间的通信延迟时间设置为最小值（1毫秒）。
打开终端窗口并运行 roscore。
在运行 Roscore 的情况下，打开一个新的终端窗口并输入以下命令来设置 USB 延迟时间。
提示：输入的命令将 USB 延迟计时器设置为 1毫秒。如果您想查看设置，请在终端中运行
以下命令。cat /sys/bus/usb-serial/devices/ttyUSB0/latency_timer
OpenCR
本节介绍如何将 OpenCR 设置为 PC 的ROS 包与 OpenMANIPULATOR-X.的舵机之间的
通信板。
如果要在没有 ROS 的嵌入式系统（OpenCR）上操作 OpenMANIPULATOR-X ，请参阅
OpenCR 设置。
连接
将微型-USB （连接到 PC）、舵机（OpenMANIPULATOR-X）和 12V 电源连接到 OpenCR，
如下所示。
注：请参阅 OpenCR 的详细说明。
上传源代码
请参阅以下页面以安装 Arduino IDE 并在 Arduino IDE 环境中启用 OpenCR 控制板。
使用 OpenCR 的Arduino IDE
完成上述所有设置后，打开 Arduino IDE 并打开 usb to dxl 示例源代码，如下所示按照
Examples → OpenCR → 10.Etc → usb_to_dxl 的顺序设置

北京智能佳科技有限公司
地址：北京市亦庄经济开发区凉水河二街 8号大族企业湾 7号楼 A座2层邮编：100176
网址：www.bjrobot.com 邮箱：[e-mail] 全国服务热线：400 099 1872
将usb to dxl 实例源代码上传到 OpenCR。

北京智能佳科技有限公司
地址：北京市亦庄经济开发区凉水河二街 8号大族企业湾 7号楼 A座2层邮编：100176
网址：www.bjrobot.com 邮箱：[e-mail] 全国服务热线：400 099 1872
上传完成后，日志窗口中将显示以下注释。
如果显示的注释与此不同，请尝试再次上传。有关详细信息，请参阅 OpenCR。
提示：如果上传过程中出现 cmd_read_board_name fail: 0xF020 错误，请参考 OpenCR E-Manual 进入固
件恢复模式，进入模式后再次上传源代码。
6.[ROS]控制器包
您可以使用专用的控制器程序控制 OpenMANIPULATOR-X 的每个关节，并通过消息检
查OpenMANIPULATOR-X 的状态。
注意：:
测试是在 Ubuntu 16.04.上的 ROS Kinetic Kame 已完成。
确保在执行这些说明之前安装了 ROS 必备项-安装 ROS 包
启动控制器
在启动控制器之前，请检查 open_manipulator_controller 包中的 open_manipulator_controller
启动文件。

北京智能佳科技有限公司
地址：北京市亦庄经济开发区凉水河二街 8号大族企业湾 7号楼 A座2层邮编：100176
网址：www.bjrobot.com 邮箱：[e-mail] 全国服务热线：400 099 1872
参数列表：以下参数设置控制环境。
use_robot_name
dynamixel_usb_port
dynamixel_baud_rate
control_period
use_platform
use_moveit
planning_group_name
moveit_sample_duration
(1) use_robot_name 是设置操纵器名称（ROS 消息的命名空间）的参数。
(2) dynamixel_usb_port 是设置 USB 端口以连接 OpenMANIPULATOR-X 的舵机的参数。
如果您用的是 U2D2,应该设置为/dev/ttyUSB@.如果您用 OpenCR, 应该设置为
/dev/ttyACM@ (@ 指示连接到舵机的端口号).
(3) dynamixel_baud_rate 是设置舵机波特率的参数。OpenMANIPULATOR-X 中使用的舵
机的默认波特率为 1000000。
(4) control_period 是设置舵机和电脑之间通信周期（控制循环时间）的参数。
(5) use_platform 是设置是使用实际 OpenMANIPULATOR-X 还是 OpenMANIPULATOR-X
模拟的参数。请参阅[ROS]模拟章节。
(6) use_moveit, planning_group_name 和moveit_sample_duration 是加载 move_group 数据
包的参数。请参阅 MoveIt!！章节
(7) 设置参数后，启动 OpenMANIPULATOR-X 控制器开始[ROS]操作。
(8) 请打开终端，然后运行 roscore 和以下命令
(9) 运行完 roscore 之后，打开另一个终端，然后在终端中编写以下命令。.
警告:
请在运行 OpenMANIPULATOR-X 之前检查每个关节位置。如果关节位置超出范围，可能会停止操作。
下面的图片显示了 OpenMANIPULATOR-X 的理想姿势。请在未启用舵机扭矩的情况下调整每个关节。
(10) 处理成功后，终端将显示以下消息。

北京智能佳科技有限公司
地址：北京市亦庄经济开发区凉水河二街 8号大族企业湾 7号楼 A座2层邮编：100176
网址：www.bjrobot.com 邮箱：[e-mail] 全国服务热线：400 099 1872
提示:
如果无法加载舵机，请使用舵机工作台包中的以下命令检查舵机设置。
rosrun dynamixel_workbench_controllers find_dynamixel /dev/ttyUSB0
如果找不到任何舵机，请检查固件以使用 robotis 软件（R+ Manager 2.0 或
DYNAMIXELWizard 2.0）
如果您要更改舵机 ID，请检查 open_manipulator_lib 文件夹中的 open_manipulator.cpp.
关节默认 ID 是11，12，13，14，夹持器默认 ID 是15.
注意:
OpenMANIPULATOR-X 控制器与协议 2.0 兼容。协议 1.0 不支持同步读取指令同时访问多个舵机。协议 2.0
支持 MX 2.0、X和Pro 系列，但不支持 AX,、RX 和EX.。
检查设置
操纵器描述
注意
以下操作说明已经在 Ubuntu 16.04 和ROS Kinetic Kame 测试过。
在执行这些说明之前，请确保安装了 ROS 必备项。- 安装 ROS 软件包.
在运行以下指令之前，请确保运行 OpenMANIPULATOR-X 控制器指令。

北京智能佳科技有限公司
地址：北京市亦庄经济开发区凉水河二街 8号大族企业湾 7号楼 A座2层邮编：100176
网址：www.bjrobot.com 邮箱：[e-mail] 全国服务热线：400 099 1872
输入以下消息以检查 OpenMANIPULATOR-X 设置。
<操纵器描述> 将在终端上打印。启动打开的操纵器控制器。结果表明，
OpenMANIPULATOR-X 的当前状态。
这个参数在 open_manipulator_libs 数据包的 open_manipulator.cpp 有详细描述
~/catkin_ws/src/open_manipulator/open_manipulator_libs/src/open_manipulator.cpp
----------<Manipulator Description>----------
<Degree of freedom>
4.000
<Size of Components>
5.000
<Configuration of world>
[Name]
-World Name : world
-Child Name : joint1
[Static Pose]
-Position :
(0.000, 0.000, 0.000)
-Orientation :
(1.000, 0.000, 0.000
0.000, 1.000, 0.000
0.000, 0.000, 1.000)
[Dynamic Pose]
-Linear Velocity :
(0.000, 0.000, 0.000)
-Linear acceleration :

北京智能佳科技有限公司
地址：北京市亦庄经济开发区凉水河二街 8号大族企业湾 7号楼 A座2层邮编：100176
网址：www.bjrobot.com 邮箱：[e-mail] 全国服务热线：400 099 1872
(0.000, 0.000, 0.000)
-Angular Velocity :
(0.000, 0.000, 0.000)
-Angular acceleration :
(0.000, 0.000, 0.000)
<Configuration of gripper>
[Component Type]
Tool
[Name]
-Parent Name : joint4
[Actuator]
-Actuator Name : tool_dxl
-ID : 15
-Joint Axis :
(0.000, 0.000, 0.000)
-Coefficient : -0.015
-Limit :
Maximum : 0.010, Minimum : -0.010
[Actuator Value]
-Value : 0.008
-Velocity : 0.000
-Acceleration : 0.000
-Effort : 0.000
[Constant]
-Relative Position from parent component :
(0.130, 0.000, 0.000)

北京智能佳科技有限公司
地址：北京市亦庄经济开发区凉水河二街 8号大族企业湾 7号楼 A座2层邮编：100176
网址：www.bjrobot.com 邮箱：[e-mail] 全国服务热线：400 099 1872
-Relative Orientation from parent component :
(1.000, 0.000, 0.000
0.000, 1.000, 0.000
0.000, 0.000, 1.000)
-Mass : 0.000
-Inertia Tensor :
(1.000, 0.000, 0.000
0.000, 1.000, 0.000
0.000, 0.000, 1.000)
-Center of Mass :
(0.000, 0.000, 0.000)
[Variable]
-Position :
(0.138, -0.005, 0.015)
-Orientation :
(-0.006, 0.043, 0.999
0.000, 0.999, -0.043
-1.000, 0.000, -0.006)
-Linear Velocity :
(0.000, 0.000, 0.000)
-Linear acceleration :
(0.000, 0.000, 0.000)
-Angular Velocity :
(0.000, 0.000, 0.000)
-Angular acceleration :
(0.000, 0.000, 0.000)