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Gripper Control 02
夹爪02是新的展示程序,和原来的定时开合逻辑分开。它不是定时循环开合;程序只是常驻监听单侧触发,每次触发后执行一次“闭合夹住 -> 监测变化 -> 直接张开”的流程。
展示流程
- 程序启动后,夹爪先张开。
- 程序等待任意一侧触觉传感器感受到法向力或切向力。
- 展示时,把物体从某个侧边扫一下,触发单侧力变化。
- 触发后夹爪开始闭合,你把物体移动到中间。
- 闭合过程中检测到物体后,切到低力并保持当前位置。
- 像 01 一样进入
gripping,先慢慢加力到基础HOLD_FORCE。 - 进入
hold_check后,根据切向力估计物体负载;切向力越大,目标夹紧力越高,并按小步进继续补力。 - 自适应补力停止并稳定
RELEASE_ARM_DELAY_SECONDS后,重新记录释放参考力,才开始检测人取物松开。 - 后续法向力或切向力变化超过阈值,夹爪直接张开到
OPEN_POS。 - 张开后进入
open_recover,保持张开并等待恢复条件。 - 夹爪回到
OPEN_POS初始点位,或法向/切向读数都低于恢复阈值并稳定后,继续休息至少REARM_SECONDS。 - 休息结束后才回到
open_wait并重新武装;休息期间不管有没有物体扫过,都不会闭合。
运行
从项目根目录运行:
conda activate py311
python -m gripper_control_02.main
只看逻辑、不打开串口:
python -m gripper_control_02.main --dry-run
PyQt 可视化展示:
python -m gripper_control_02.visualizer
窗口模式运行:
python -m gripper_control_02.visualizer --windowed
兼容入口:
python examples\gripper_demo_02_viewer.py
默认配置文件:
gripper_control_02\config\gripper_demo_02.py
关键配置
TRIGGER_NORMAL_FORCE: 单侧法向力触发阈值。TRIGGER_SHEAR_FORCE: 单侧切向力触发阈值。TRIGGER_CLEAR_STABLE_SECONDS: 张开恢复后,触发力必须清掉并稳定多久,才允许下一次扫过触发。GRIP_NORMAL_FORCE: 夹住时左右接触阈值。GRIP_REQUIRES_BOTH: 是否必须左右都接触才算夹住。GRIP_START_FORCE: 检测到物体后先切到的低力。FORCE_RAMP_STEP: 慢慢加力时每次增加多少 force_pct。FORCE_RAMP_INTERVAL: 慢慢加力时两次加力的间隔。HOLD_FORCE: 慢慢加力到这个值后进入hold_check。GRIP_SETTLE_SECONDS: 夹住后等待稳定多久再记录参考力。ADAPTIVE_GRIP_ENABLED: 是否启用按切向力估计负载并自适应补夹紧力。ADAPTIVE_SHEAR_START_FORCE: 切向力低于这个值时,认为是轻物体,只使用最小目标力。ADAPTIVE_SHEAR_FULL_FORCE: 切向力达到这个值时,认为负载较大,目标力加到最大目标力。ADAPTIVE_FORCE_MIN: 自适应夹持的最小目标力。ADAPTIVE_FORCE_MAX: 自适应夹持的最大目标力;重物夹不住优先加这个,但不要超过FORCE_MAX。ADAPTIVE_FORCE_STEP: 自适应补力时每次增加多少force_pct。ADAPTIVE_FORCE_INTERVAL: 自适应补力两次之间的间隔,越大越柔和。RELEASE_ARM_DELAY_SECONDS: 自适应补力停止后,等待多久再启用“人取物松开”检测。RELEASE_NORMAL_CHANGE: 夹住后法向力变化超过它就松开。RELEASE_SHEAR_CHANGE: 夹住后切向力变化超过它就松开。RELEASE_OPEN_SPEED: 检测到松开后,张开到OPEN_POS使用的速度。RELEASE_OPEN_ACCEL: release 张开的加速度。RELEASE_OPEN_DECEL: release 张开的减速度。REARM_SECONDS: 夹爪回到OPEN_POS或恢复条件成立后,至少休息多久才重新等待触发;休息期间扫过也不会闭合。RECOVER_NORMAL_FORCE: 张开恢复时允许重新触发的最大法向残余力。RECOVER_SHEAR_FORCE: 张开恢复时允许重新触发的最大切向残余力。RECOVER_STABLE_SECONDS: 力清空后需要连续稳定多久,才重新等待触发。OPEN_POSITION_RECOVER_ENABLED: 是否允许夹爪回到OPEN_POS后直接恢复等待。OPEN_POSITION_TOLERANCE: 当前点位和OPEN_POS差值小于它,就认为已经回到初始点位。OPEN_POSITION_STABLE_SECONDS: 回到初始点位后需要稳定多久,才重新等待触发。OPEN_POSITION_CHECK_INTERVAL:open_recover中读取夹爪当前位置的间隔。
日志字段
L/R: 左右法向力,单位 N。maxN: 左右法向力最大值,单位 N。shear: 左右切向力最大值,单位 N。trigger: 是否满足单侧触发条件。armed: 是否已经重新武装;只有trigger=1 armed=1且是新的一次触发上升沿才会闭合。grip_contact: 是否满足夹住接触条件。dN: 夹住后当前法向力相对参考值的最大变化,单位 N。dShear: 夹住后当前切向力相对参考值的变化,单位 N。state: 当前状态。hold_pos: 夹住后保持的位置。force_pct: 当前夹爪目标力百分比。target: 当前根据切向力计算出来的自适应目标力。release_armed: 是否已经启用释放检测;0表示还在补力/等待稳定,1表示法向或切向变化会触发张开。action: 当前动作。
可视化展示
- 左右两边的光流箭头图。
- 左右两边的光流幅值图。
- 左右法向力、左切向力、右切向力。
- 当前
state、action、trigger/armed、grip_contact。 - 当前
force_pct、自适应目标力、速度speed_pct、hold_pos。 - 顶部有
重启按钮,会先停止当前控制线程,释放相机与夹爪后再重新启动。 - 当前
release_armed,用于判断系统是在补夹紧力,还是已经开始检测人取物松开。 - 折线图带图例,默认固定 y 轴为
0~3 N,范围在visualizer.py顶部的PLOT_FORCE_Y_MIN_N / PLOT_FORCE_Y_MAX_N调整。 - 左右传感器 FPS、接触标志、光流均值/最大值。
状态说明
open_wait: 夹爪张开,等待任意单侧触发。closing: 单侧触发后正在闭合,等待检测到物体。gripping: 检测到物体后低力保持当前位置,并慢慢加力。hold_check: 已夹住;先根据切向力自适应补夹紧力,补力稳定后再监测法向/切向变化;变化超过阈值会直接张开。open_recover: 已经发出张开命令,正在等待回到初始点位或等待法向/切向残余力清空;这个状态不会闭合夹爪。
常见动作说明
force-change-release-open: 检测到夹住后的法向或切向变化,已经发出张开命令。adaptive-grip-ramp: 切向力显示负载较大,正在按小步进增加夹紧力。adaptive-grip-wait: 已经需要更高目标力,但还没到下一次加力时间。release-arm-delay: 补力刚停止,正在等待力稳定,暂时不触发松开。release-reference-armed: 已重新记录释放参考力,后续法向/切向变化会触发张开。open-recover-position: 夹爪当前位置已经接近OPEN_POS,正在等待到位稳定。open-ready-position: 夹爪已经回到初始点位,并且休息时间结束,重新进入等待下一次扫过触发;此时会直接武装,但残余触发保持不变不会自动闭合。open-wait-clear-trigger: 已经回到等待状态,但当前力还超过触发阈值,暂时不会闭合。open-wait-trigger-clearing: 触发力已经低于阈值,正在等待清零稳定时间。open-wait-armed: 触发已经清掉并稳定,下一次扫过可以闭合。open-wait-trigger-held: 已经武装,但当前触发不是新上升沿,等待力先降下去再下一次扫过。open-recover-wait-force-clear: 夹爪保持张开,但传感器还有残余力,不允许重新闭合。open-recover-stabilizing: 力已经低于恢复阈值,正在等待稳定和休息时间结束。open-ready: 力已经清空并稳定,并且休息时间结束,重新进入等待下一次扫过触发。