LEAP Hand灵巧手使用说明-2.Python SDK
在 Ubuntu 上安装
python3 -m venv test_env
source test_env/bin/activate
pip install dynamixel_sdk numpy
sudo chmod 777 /dev/serial/by-id/*
cd /home/robot/projects/LEAP_Hand_API/python
python3 main.py
在 Windows 上安装
使用 Windows powershell
我们建议创建一个虚拟环境并使用 pip 安装代码：
Set-ExecutionPolicy Unrestricted -Scope Process
python -m venv test_env
.\test_env\Scripts\activate.ps1
pip install dynamixel_sdk numpy
python main.py
import numpy as np
from leap_hand_utils.dynamixel_client import *
import leap_hand_utils.leap_hand_utils as lhu
import time
#######################################################
"""这段代码可以控制和查询LEAP Hand机械手
建议必要时进行查询，且每秒低于90个样本。尽量使用组合命令以节省时间。
同时不要忘记README中关于USB延迟的设置。
# Allegro手部约定：
# 0.0是完全伸出的初始姿势，当手指更多闭合时角度变为正值（弧度制）。
# LEAP手部约定：
# 3.14弧度是食指、中指、无名指MCP关节的平伸初始姿势。
# 应用正角度使关节更多闭合（弧度制）。
# MCP关节以3.14弧度为中心，可以正向或负向移动（弧度制）。
# 关节编号从食指(0-3)、中指(4-7)、无名指(8-11)到拇指(12-15)，
# 每个手指从MCP侧摆、MCP前后摆、PIP到DIP。
# 例如，食指的MCP侧摆是ID 0，无名指的MCP前后摆是9，无名指的DIP是11
"""
########################################################
class LeapNode:
def __init__(self):
#### 参数设置
# 建议保持电流限制：Lite版本为350，完整版本为550
# 如果手部力度太弱则增加KP，如果抖动则减小KP
self.kP = 600 # 比例增益，控制刚度
self.kI = 0 # 积分增益
self.kD = 200 # 微分增益，控制阻尼
self.curr_lim = 350 # 电流限制，完整电机设置为550！
# 初始化位置变量，将Allegro的零位转换为LEAP手部坐标系
self.prev_pos = self.pos = self.curr_pos = lhu.allegro_to_LEAPhand(np.zeros(16))
# 电机ID列表，对应16个关节
self.motors = motors = [0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15]
# 尝试连接多个可能的串口（自动搜索）
try:
self.dxl_client = DynamixelClient(motors, '/dev/ttyUSB0', 4000000)
self.dxl_client.connect()
except Exception:
try:
self.dxl_client = DynamixelClient(motors, '/dev/ttyUSB1', 4000000)
self.dxl_client.connect()
except Exception:
self.dxl_client = DynamixelClient(motors, 'COM13', 4000000)
self.dxl_client.connect()
# 启用位置-电流控制模式，命令位置并限制电流以防电机过载[4](@ref)
self.dxl_client.sync_write(motors, np.ones(len(motors))*5, 11, 1)
self.dxl_client.set_torque_enabled(motors, True)
# 设置PID参数
self.dxl_client.sync_write(motors, np.ones(len(motors)) * self.kP, 84, 2) # 比例增益（刚度）
self.dxl_client.sync_write([0,4,8], np.ones(3) * (self.kP * 0.75), 84, 2) # 侧摆关节的P增益稍小
self.dxl_client.sync_write(motors, np.ones(len(motors)) * self.kI, 82, 2) # 积分增益
self.dxl_client.sync_write(motors, np.ones(len(motors)) * self.kD, 80, 2) # 微分增益（阻尼）
self.dxl_client.sync_write([0,4,8], np.ones(3) * (self.kD * 0.75), 80, 2) # 侧摆关节的D增益稍小
# 设置电流限制（单位：毫安），防止过热和抓握过紧
self.dxl_client.sync_write(motors, np.ones(len(motors)) * self.curr_lim, 102, 2)
# 写入初始位置
self.dxl_client.write_desired_pos(self.motors, self.curr_pos)
# 接收LEAP姿势并直接控制机器人[5](@ref)
def set_leap(self, pose):
"""使用LEAP手部原始角度设置位置"""
self.prev_pos = self.curr_pos # 保存之前位置
self.curr_pos = np.array(pose) # 更新当前位置
self.dxl_client.write_desired_pos(self.motors, self.curr_pos) # 发送位置命令
# Allegro兼容关节角度。增加180度使完全打开位置在0而不是180[5](@ref)
def set_allegro(self, pose):
"""使用Allegro手部兼容角度设置位置"""
pose = lhu.allegro_to_LEAPhand(pose, zeros=False) # 坐标转换
self.prev_pos = self.curr_pos
self.curr_pos = np.array(pose)
self.dxl_client.write_desired_pos(self.motors, self.curr_pos)
# 策略的模拟兼容性，假设范围是[-1,1]然后转换为LEAP手部范围
def set_ones(self, pose):
"""使用标准化范围[-1,1]设置位置"""
pose = lhu.sim_ones_to_LEAPhand(np.array(pose)) # 范围映射
self.prev_pos = self.curr_pos
self.curr_pos = np.array(pose)
self.dxl_client.write_desired_pos(self.motors, self.curr_pos)
# 读取机器人位置
def read_pos(self):
"""读取当前所有关节的位置"""
return self.dxl_client.read_pos()
# 读取速度
def read_vel(self):
"""读取当前所有关节的速度"""
return self.dxl_client.read_vel()
# 读取电流
def read_cur(self):
"""读取当前所有关节的电流"""
return self.dxl_client.read_cur()
# 组合命令更快，返回数据列表[5](@ref)
def pos_vel(self):
"""同时读取位置和速度（更高效）"""
return self.dxl_client.read_pos_vel()
# 组合命令更快，返回数据列表
def pos_vel_eff_srv(self):
"""同时读取位置、速度和电流（最完整的查询）"""
return self.dxl_client.read_pos_vel_cur()
# 初始化节点
def main(**kwargs):
"""主函数：初始化手部并运行控制循环"""
leap_hand = LeapNode() # 创建LEAP手部实例
while True:
# 设置为打开姿势并读取关节角度（33Hz）
leap_hand.set_allegro(np.zeros(16)) # 零位对应打开手势
print("Position: " + str(leap_hand.read_pos())) # 打印当前位置
time.sleep(0.03) # 控制循环频率约33Hz
if __name__ == "__main__":
main() # 程序入口点<< 上一篇