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FACTR 重力补偿与实时反馈遥操实验室方案

Fri, 15 May 2026 23:59:59 +0800

采购

点击跳转：

项目网站：https://jasonjzliu.com/factr/

代码开源地址：https://github.com/JasonJZLiu/FACTR_Teleop

智能佳-FACTR-低成本力反馈遥操作主臂使用视频教程

Fri, 15 May 2026 23:50:00 +0800

视频教程：

FACTR 重力补偿与实时反馈遥操-1.组装参考手册

Fri, 15 May 2026 23:30:00 +0800

注意：默认发货为组装好的版本，本组装手册可以参考。

螺丝说明

FACTR远程操作Franka主臂组件需要六种类型的螺钉：

螺钉 A：M2.5 × 8 毫米

螺钉 B：M2 × 10 毫米

螺钉 C：M2 × 8 毫米（自攻螺钉）

螺钉 D：M2 × 6 毫米（自攻螺钉）

螺钉 E：M2 × 6 毫米

螺钉 F：M2 × 4 毫米

Dynamixel XC330-T288-T伺服电机附带螺丝C和D。

FPX330-S102舵机支架包含螺丝F。

3D打印文件下载地址

主臂由九个3D打印部件组成。所有部件的STL文件都可以在该目录中找到/3D_printing_files。

材质：PLA

填充率：20%

为确保动态建模的准确性，每个打印部件的质量值都应与指定的质量值紧密匹配。这些质量值与提供的URDF文件中定义的质量值相对应。该URDF文件用于计算重力补偿和其他动力学相关计算。

下表列出了每个部件、其对应的STL文件及其参考质量：

部件名称	STL 文件	质量（克）
基座	factr_teleop_franka_base.STL	150
链接 1	factr_teleop_franka_l1.STL	31
链接 2	factr_teleop_franka_l2.STL	19
链接 3	factr_teleop_franka_l3.STL	29
链接 4	factr_teleop_franka_l4.STL	28
链接 5	factr_teleop_franka_l5.STL	25
链接 6	factr_teleop_franka_l6.STL	12
握柄	factr_teleop_gripper_leader_handle.STL	21
夹持器扳机	factr_teleop_gripper_trigger.STL	5
3/4英寸轴承	不适用	39
Dynamixel XM430-W210-T	不适用	84
Dynamixel XC330-T288-T	不适用	23

按照以下说明组装引导臂，从基座连接件开始，向上组装到夹爪遥控装置。

基座

将U2D2 电源集线器板固定在底座连接件上，并按如下方式插入轴承。

滑动舵机 1，使其舵机臂与轴承同心。

在底座连接件的底部，用四颗B 型螺丝固定舵机 1。将舵机 1连接到U2D2 电源集线器板。

链接 1

将连杆 1完全插入轴承孔中。使用四个C 型螺钉将连杆 1固定到舵机 1的舵机臂上。

使用四颗A 型螺丝将舵机 2固定到连接件 1上。将舵机 2连接到U2D2 电源集线器板。

注意：在本组装教程中，请确保舵机 2的方向与提供的图片一致，即舵机臂的侧面朝向观察者。同时，请确保舵机2的另一侧已安装惰轮。

链接 2

将滑杆 2滑到舵机 2的舵机臂上，并用七个E 型螺钉固定。

用四颗B型螺丝将舵机3固定到连杆2上。将舵机3连接到舵机2。

注意：请确保舵机的方向与下图所示一致。

链接 3

使用四个C 型螺钉将连接件 3固定到舵机 3的伺服臂上。

注意：如果您选择提高力反馈增益以增强力反馈效果，请考虑将舵机3的塑料舵机臂更换为 金属舵机臂。默认的塑料舵机臂在高负载下可能容易损坏。

使用四颗A 型螺钉将舵机 4固定到连杆 3上。确保舵机 4的惰轮已安装到位。将舵机 4连接到舵机 3。

注意：请确保舵机的方向与下图所示一致，舵机臂的侧面朝向观察者。

链接 4

将连杆 4滑到舵机 4的伺服臂上，并用七个E螺钉固定。

使用四颗B 型螺钉将舵机 5固定到连杆 4上。将舵机 5连接到舵机 4。

链接 5

使用四个C 型螺钉将连接件 5固定到舵机 5的伺服臂上。

使用四颗B 型螺钉将舵机 6固定到连杆 5上。安装舵机 6的惰轮。将舵机 6连接到舵机5。

注意：请确保舵机的方向与下图所示一致，舵机臂的侧面朝向观察者，惰轮背向观察者。

链接 6

将连杆 6滑到舵机 6的伺服臂上，并用八个D 型螺钉固定。

使用四颗B 型螺钉将舵机 7固定到连杆 6上。将舵机 7连接到舵机 6。

使用四个F 型螺钉将舵机支架固定到舵机 7的伺服臂上。

抓取器远程操作主管

使用四个C 型螺钉将夹爪手柄固定到舵机支架上。

将舵机 8滑入夹爪手柄，并用四个C 型螺钉从背面固定。将舵机 8连接到舵机 7。

使用四个C 型螺钉将夹爪触发器固定到舵机 8的伺服臂上。

注：此处展示的夹爪遥操作领导者是论文图中所示版本的简化轻量化更新版。

组装完成

FACTR 重力补偿与实时反馈遥操-2.设置 Dynamixel 伺服电机

Fri, 15 May 2026 23:00:00 +0800

在启动 FACTR 遥控主臂之前，需要正确配置主臂的 Dynamixel 伺服电机。请安装Dynamixel Wizard 软件。（注意：如果您采购的是整机，该步骤已经操作完毕，直接进入检查和设置USB端口延迟即可）

更新伺服器 ID

默认情况下，所有 Dynamixel 伺服电机的 ID 都设置为 1。要使用单个 U2D2 控制器控制多个伺服电机，必须为每个伺服电机分配一个唯一的 ID。此分配应逐个伺服电机进行，从最靠近机器人底座的伺服电机开始，并沿着运动链向上依次分配。按顺序分配 ID，从 1 到 8，夹爪触发伺服电机保持 ID 8。

更改伺服电机ID的步骤：

1.将单个伺服电机连接到 U2D2 控制器。

2.启动 Dynamixel Wizard 软件。

3.配置扫描设置：

在顶部菜单栏中，转到“工具”→“选项”。

在“选择要扫描的端口”下，确保所有端口都已选中。

在“选择扫描波特率”下，选择正确的波特率。默认值为57600 bps。如果不确定，请选择所有可用选项。

在“设置要扫描的 ID 范围”下，您可以将范围限制在0-15以加快扫描速度，除非伺服电机可能已经具有此范围之外的 ID。

4.点击左上角的扫描图标（带齿轮的放大镜）。

如果找到伺服电机，它将出现在窗口的左侧面板中。

5.从面板中选择检测到的伺服电机，然后单击窗口中间面板中找到的 ID 。

在窗口右侧面板中选择新 ID，然后单击“保存”。

6.对每个伺服电机重复上述步骤。

提高伺服控制频率

要使控制回路以高达 500Hz 的频率运行，还需要更改 Dynamixel 伺服电机的其他设置。每个伺服电机的更改步骤如下：

提高伺服控制频率的步骤：

1.启动 Dynamixel Wizard 软件并扫描伺服电机。

2.从左侧面板中选择每个检测到的伺服电机。

3.在中间面板中，单击“波特率（总线）Baud Rate (Bus)”：

在右侧面板中，将值设置为 4 Mbps，然后单击“保存”。

4.在中间面板中，单击“返回延迟时间Return Delay Time”：

在右侧面板中，将值设置为 0，然后单击“保存”。

除了 Dynamixel 伺服设置外，为了实现高频控制，还必须尽可能降低连接到 U2D2 控制器的 USB 端口的延迟。延迟定时器应设置为1最佳值以获得最佳性能。

检查和设置USB端口延迟的步骤：

列出已连接的 U2D2 设备：

ls /dev/serial/by-id/

这将显示每个已连接的 U2D2 控制器的设备名称。例如：

usb-FTDI_USB__-__Serial_Converter_FT7WBF8S-if00-port0

usb-FTDI_USB__-__Serial_Converter_FT951EJA-if00-port0

找出与你的主导臂对应的那个。<device-name>在后续步骤中替换为正确的名称。

解析USB设备的完整路径：

readlink -f /dev/serial/by-id/<device-name>

例如：

readlink -f /dev/serial/by-id/usb-FTDI_USB__-__Serial_Converter_FTA6S090-if00-port0

这将返回类似这样的结果：

/dev/ttyUSB0

检查当前延迟计时器值：

cat /sys/bus/usb-serial/devices/<ttyUSBx>/latency_timer

例如：

cat /sys/bus/usb-serial/devices/ttyUSB0/latency_timer

替换<ttyUSBx>为上一步中的 ttyUSB 设备名称（例如，ttyUSB0）。

如果该值不是默认值1，请手动设置：

echo 1 | sudo tee /sys/bus/usb-serial/devices/<ttyUSBx>/latency_timer

例如：

echo 1 | sudo tee /sys/bus/usb-serial/devices/ttyUSB0/latency_timer

注意：此命令需要sudo权限。

注意：每次将 U2D2 控制器 USB 重新插入计算机时，都需要再次运行此命令，以确保延迟计时器为 1。

自动延迟检查

请注意，提供的领导者臂节点在初始化FACTRTeleopFranka类时会自动检查延迟计时器。它会从 YAML 配置文件中读取dynamixel_port延迟计时器，并验证其是否已设置为1。

如果延迟设置不正确，脚本将：

ü引发异常

üecho输出修复所需的准确命令

由于更改延迟计时器需要sudo权限，因此您必须在出现提示时手动运行命令。

FACTR 重力补偿与实时反馈遥操-3.软件安装

Fri, 15 May 2026 22:30:00 +0800

安装ROS 2

wget http://fishros.com/install -O fishros && . fishros

下载功能包

git clone https://ghfast.top/https://github.com/RaindragonD/FACTR_Teleop.git

ROS 2 软件包包含以下四个文件夹，这些包位于FACTR_Teleop/src

ROS 2 工作区设置

这些软件包必须位于ROS 2 工作区中。

如果您还没有工作区，创建一个。

mkdir -p ~/factr_ws/src

cd ~/factr_ws/src/

然后：

1.将提供的四个文件夹复制到工作区的src/目录中。

2.source环境变量

以humble为例：

source /opt/ros/humble/setup.bash

请注意，每次打开新终端时都应运行此命令。

3.从工作区的根目录，通过以下方式构建工作区：

cd ~/factr_ws

colcon build --symlink-install

您的工作区根目录中会自动创建以下文件夹

4.从工作区的根目录，通过以下方式获取覆盖层

source install/local_setup.bash

请注意，每次打开新终端时也应运行此命令。

其他Python 依赖项

安装ZMQ：

pip install zmq

安装Pinocchio，以humble为例，例如，

sudo apt install ros-humble-pinocchio -y

或者，通过 pip 尝试以下操作。

python3 -m pip install pin

最后，导航到 Dynamixel 子模块并通过以下方式安装它：

cd src/factr_teleop/factr_teleop/dynamixel

sudo pip install -e python -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

FACTR 重力补偿与实时反馈遥操-4.启动 FACTR Teleop准备

Fri, 15 May 2026 22:00:00 +0800

实现子类FACTRTeleop

在运行 FACTR 遥操作脚本之前，您必须创建基类的子类，该FACTRTeleop基类位于：

<repo_root>/src/factr_teleop/factr_teleop/factr_teleop.py

例如：

/home/robot/factr_ws/src/factr_teleop/factr_teleop/factr_teleop.py

这是什么FACTRTeleop？

FACTRTeleop是实现 FACTR 低成本力反馈遥操作系统的核心基类，该系统用于跟随臂。它包含主导臂的完整控制回路，并提供以下支持：

ü 重力补偿

ü 零空间调节

ü 摩擦补偿

ü 力反馈

为什么要创建子类？

力反馈遥操作需要主臂和从臂之间的双向通信。由于不同系统的通信机制各不相同，用户需要通过子类化来实现这一通信层FACTRTeleopFranka。

你的子类必须实现抽象方法，以实现诸如以下功能：

ü 从跟随器接收关节扭矩数据（用于力反馈）

ü 向关注者发布联合持仓目标

ü 发送和接收夹爪的力反馈信号（夹爪的具体实现方式由用户自行决定）

ü ...

这种设计可以轻松集成到您现有的通信管道或自定义框架中。

提供的示例：ZMQ 实现

我们提供一个子类示例：

<repo_root>/src/factr_teleop/factr_teleop/factr_teleop_franka_zmq.py

此实现FACTRTeleopFrankaZMQ演示了：

ü 如何使用ZMQ实现主从臂之间的通信

ü 使用 Dynamixel 伺服夹爪的夹爪力反馈示例

在创建适合您自身设置的子类时，可将此作为参考或起点。

注意：如果您创建了自定义子类，请确保将其添加entry_points到此包的相应部分setup.py。以下是提供的示例setup.py：

entry_points={
    'console_scripts': [
        'factr_teleop_franka = factr_teleop.factr_teleop_franka_zmq:main',
        'factr_teleop_grav_comp_demo = factr_teleop.factr_teleop_grav_comp_demo:main',
    ],
},

创建 FACTR Teleop 配置 YAML 文件

每个主臂分支都需要自己的 YAML 配置文件FACTRTeleopFranka，该文件位于：

<repo_root>/src/factr_teleop/factr_teleop/configs

例如:/home/robot/factr_ws/src/factr_teleop/factr_teleop/configs

我们在此提供一个示例配置文件：

<repo_root>/src/factr_teleop/factr_teleop/configs/franka_example.yaml

例如：

/home/robot/factr_ws/src/factr_teleop/factr_teleop/configs/franka_example.yaml

注意：默认配置文件是针对 Franka Panda 机器人设计的领导者手臂控制参数，要适配 FR3 ，可能要更改相应参数：

比如：

  joint_signs: [1, -1, 1, -1, 1, -1, 1, -1]

此文件包含初始化和运行 FACTR 远程操作系统所需的所有参数。以下是关键字段及其配置方法的详细说明。

dynamixel设置

ü dynamixel_port

请指定连接到主控臂的 U2D2 控制器的正确 USB 端口。您可以通过运行以下命令找到它：

ls /dev/serial/by-id/

选择与您的主臂对应的设备名称。

ü joint_signs

启动遥控操作后，部分从动臂关节的运动方向可能与主导臂相反。可通过更改每个关节的符号（1或-1）来纠正此问题。

如果引导臂完全按照组装说明进行组装（特别是伺服方向），则这些标志无需更改。

initialization设置

ü calibration_joint_pos

这是启动时主臂的关节配置，用于与从动臂进行校准。

当遥控节点启动时，脚本会根据 Franka 机械臂校准 Dynamixel 伺服电机，以确保主臂的关节位置读数与从动臂的关节位置读数一致。

重要提示：在启动程序之前，请将引导臂物理放置到指定的配置位置calibration_joint_pos。

在所提供的配置中franka_example.yaml，此配置对应于下图：

图 1：calibration_joint_pos在franka_example.yaml

建议将 calibration_joint_pos 设置为一个稳定的静止位置，该位置不需要人托住引导臂（如图 2 所示）。这样可以更方便地启动程序。

图 2：静息状态

ü initial_match_joint_pos

这是引导臂必须手动移动到的关节位置，之后从动臂才能开始镜像运动。

该位置应与 Franka 从动臂的初始/当前关节位置相匹配。在提供的示例中，这也与图 1 所示的配置相对应。

FACTR 重力补偿与实时反馈遥操-5.启动FACTR 远程操作程序

Fri, 15 May 2026 21:30:00 +0800

子类和 YAML 配置文件准备就绪后，即可启动 FACTR 力反馈遥操作系统。以下步骤概述了启动过程以及启动后的预期结果：

1.手动将引导臂移动到YAML 文件中calibration_joint_pos参数指定的关节配置位置。

这样可以确保与从动臂进行正确的校准。

重要提示：还要将主夹爪的扳机位置调整到与从夹爪的闭合状态相对应。

2.使用自定义启动文件启动 teleop 节点。例如，从以下<repo_root>目录启动：

ros2 launch launch/factr_teleop.py

3.检查 USB 延迟计时器（自动）：

ü 如果 USB 延迟计时器未设置为 1，脚本将报错退出，并打印出修复该错误所需的命令：

echo 1 | sudo tee /sys/bus/usb-serial/devices/<ttyUSBx>/latency_timer

例如：

echo 1 | sudo tee /sys/bus/usb-serial/devices/ttyUSB0/latency_timer

ü 该过程在“USB延迟”部分有更详细的解释。

ü 设置正确的延迟后，重新运行启动命令。

4.将引导臂与以下部件匹配initial_match_joint_pos：

脚本运行无误后，按照终端提示将引导臂移动到指定的关节配置位置initial_match_joint_pos。

当位置匹配后，远程操作将自动开始——实现重力补偿、零空间控制和力反馈。

注意：程序结束后，引导臂应自动停止工作并停止供电。但实际情况可能并非总是如此。如果引导臂仍然通电，只需拔下并重新插上引导臂的电源线即可将其完全关闭。

重力补偿演示

我们提供了一个额外的示例，该示例不与跟随者 Franka 机械臂通信或向其发送命令，因此无需额外的用户实现即可轻松启动——只要dynamixel_port在 YAML 文件中正确配置了参数即可。

该演示展示了引导臂的重力补偿和零空间调节功能。

本示例使用的子类FACTRTeleopFrankaGravComp位于：

<repo_root>/src/factr_teleop/factr_teleop/factr_teleop_grav_comp_demo.py

对应的YAML配置文件如下：

<repo_root>/src/factr_teleop/factr_teleop/configs/grav_comp_demo.yaml

要启动演示，请确保主臂移动到如图所示的配置位置，

然后运行：

ros2 launch launch/factr_teleop_grav_comp_demo.py

注意：您可以通过调整 YAML 文件中的gain参数来微调重力补偿gravity_comp。

增加增益会增强重力补偿效果；

降低增益则会减弱效果。

Booster AI 足球机器人—RoboCup 强力推荐人形具身机器人竞赛实训平台

Tue, 12 May 2026 23:30:00 +0800

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智能佳机器人

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www.bjrobot.com

BoosterT1人形机器人应用开发教程-1.SDK

Tue, 12 May 2026 23:00:00 +0800

SDK概述

Booster Robotics SDK 是用于支持开发者基于 Booster 机器人进行二次开发的集成开发套件。SDK 采用 Fast-DDS 作为消息中间件，和 ROS2 使用的通信机制保持一致，两者之间的通信可以互通，也就意味着开发者既可以基于 ROS2，也可以基于 Booster Robotics SDK 在 Booster 机器人上进行二次开发

HOMIE：采用同构外骨骼驾驶舱的人形移动操控开源平台

Thu, 23 Apr 2026 23:30:00 +0800

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摘要

通用型人形机器人移动操控面临着诸多挑战，需要协调的全身控制以及精确、高接触的物体操控。为解决这些挑战，本文提出了一种名为HOMIE的半自主远程操作系统。该系统结合了用于身体控制的强化学习策略（映射到脚踏板）、用于手臂控制的同构外骨骼手臂以及用于手部控制的运动传感手套，形成一个统一的驾驶舱，从而实现对人形机器人的自由操控并建立数据飞轮。

该策略融合了多项创新设计，包括上半身姿态训练、高度跟踪奖励机制以及对称性利用。这些特性使得系统能够在执行行走和蹲伏至特定高度的同时，无缝适应任意上半身姿态。外骨骼通过消除对逆动力学的依赖，实现了更快、更精确的手臂控制。手套采用霍尔传感器而非伺服电机，即使是小型设备也能实现15个或更多自由度，并能自由适应任何灵巧的手部模型。与以往的远程操作系统相比，HOMIE 的突出优势在于其卓越的效率，完成任务所需时间缩短了一半；其更广阔的工作范围，使用户能够自由触及高处和低处，并与任何物体进行交互；此外，该系统完全开源，您可以在我们的网站上找到演示和代码。