Рука Орки

Настройка программного обеспечения

Установка orca_core SDK, настройка USB-драйвера, API индивидуального управления пальцами, ручной интерфейс ROS2, считывание тактильных датчиков и моделирование MuJoCo. От новой установки Python до перемещения всех 17 суставов.

Перейти в раздел:

› Установка SDK › API управления пальцами › Примитивы захвата › Интеграция ROS2 › Тактильные датчики › Моделирование > Поиск неисправностей

Шаг 1 — Установка SDK

Установка orca_core SDK

orca_core — официальный Python SDK для Orca Hand. Он устанавливается через pip и поддерживает Python 3.9+. Для базового совместного контроля не требуется ROS.

Создайте виртуальную среду

python -m venv ~/.venvs/orca
source ~/.venvs/orca/bin/activate   # Windows: .venvs\orca\Scripts\activate

Установить через пип

pip install orca-core

Установить через Poetry (рекомендуется для разработки)

git clone https://github.com/orcahand/orca_core.git
cd orca_core
poetry install

Проверьте установку и найдите свою руку

python -c "from orca_core import OrcaHand; print('orca_core installed OK')"

# Find the USB serial port
python -c "
from orca_core import OrcaHand
# Lists available ports
import serial.tools.list_ports
ports = list(serial.tools.list_ports.comports())
for p in ports:
    print(p)
"

Шаг 2 — API управления пальцами

Индивидуальное управление пальцами

The OrcaHand Класс предоставляет все 17 суставов через именованные средства доступа к пальцам и суставам. Режим управления по умолчанию current_based_position.

Подключите и прочтите все позиции суставов

from orca_core import OrcaHand

hand = OrcaHand(port="/dev/ttyUSB0", handedness="right")
hand.connect()

# Read all joint positions (returns dict of joint_name: position_deg)
positions = hand.get_positions()
print(positions)
# e.g. {'thumb_abduct': 0.0, 'thumb_mcp': 15.2, ...}

hand.disconnect()

Перемещение отдельных суставов

from orca_core import OrcaHand
import time

hand = OrcaHand(port="/dev/ttyUSB0", handedness="right")
hand.connect()
hand.enable_all()

# Move thumb MCP joint to 45 degrees
hand.set_position("thumb_mcp", 45.0)
time.sleep(0.5)

# Move index finger MCP to 60 degrees
hand.set_position("index_mcp", 60.0)
time.sleep(0.5)

# Open all fingers
hand.open_all()
time.sleep(1.0)

hand.disable_all()
hand.disconnect()

Установка нескольких суставов одновременно

from orca_core import OrcaHand

hand = OrcaHand(port="/dev/ttyUSB0", handedness="right")
hand.connect()
hand.enable_all()

# Command all 17 joints at once (dict of joint_name: target_deg)
pose = {
    "thumb_abduct": 30.0,
    "thumb_mcp":    45.0,
    "thumb_pip":    30.0,
    "thumb_dip":    20.0,
    "index_mcp":    70.0,
    "index_pip":    60.0,
    "index_dip":    40.0,
    # ... remaining joints
}
hand.set_positions(pose)

hand.disable_all()
hand.disconnect()

Шаг 3 — Возьмите примитивы

Встроенные примитивы Grasp

orca_core корабли с калиброванными примитивами захвата для обычных задач манипулирования. Это самый быстрый способ проверить базовое понимание перед внедрением пользовательских политик.

Использование примитивов захвата

from orca_core import OrcaHand
from orca_core.grasps import GraspLibrary
import time

hand = OrcaHand(port="/dev/ttyUSB0", handedness="right")
hand.connect()
hand.enable_all()
grasps = GraspLibrary()

# Open hand
hand.execute_grasp(grasps.open)
time.sleep(1.0)

# Power grasp (whole-hand wrap)
hand.execute_grasp(grasps.power_grasp)
time.sleep(1.0)

# Precision pinch (thumb + index tip)
hand.execute_grasp(grasps.precision_pinch)
time.sleep(1.0)

# Tripod grasp (thumb + index + middle)
hand.execute_grasp(grasps.tripod)
time.sleep(1.0)

# Lateral pinch (thumb side against index lateral)
hand.execute_grasp(grasps.lateral_pinch)
time.sleep(1.0)

hand.open_all()
hand.disable_all()
hand.disconnect()

Интерполировать между захватами

from orca_core import OrcaHand
from orca_core.grasps import GraspLibrary
import time, numpy as np

hand = OrcaHand(port="/dev/ttyUSB0", handedness="right")
hand.connect()
hand.enable_all()
grasps = GraspLibrary()

# Smoothly interpolate from open to power grasp over 30 steps
for alpha in np.linspace(0, 1, 30):
    pose = grasps.interpolate(grasps.open, grasps.power_grasp, alpha)
    hand.set_positions(pose)
    time.sleep(0.05)

hand.disable_all()
hand.disconnect()

Шаг 4 — Интеграция ROS2

Ручной интерфейс ROS2

The orca_ros2 Пакет предоставляет полный интерфейс ROS2 для скоординированного управления рукой и рукой. Он публикует совместные состояния и принимает команды совместной траектории.

Установите orca_ros2

mkdir -p ~/orca_ws/src && cd ~/orca_ws/src
git clone https://github.com/orcahand/orca_ros2.git
cd ~/orca_ws
source /opt/ros/humble/setup.bash
colcon build --symlink-install

Запуск узла ручного драйвера

source ~/orca_ws/install/setup.bash
ros2 launch orca_ros2 orca_hand.launch.py \
  port:=/dev/ttyUSB0 \
  handedness:=right

Подпишитесь на совместную государственную тему

ros2 topic echo /orca_hand/joint_states

Отправить команду совместной позиции

ros2 topic pub /orca_hand/joint_command \
  sensor_msgs/msg/JointState \
  '{name: ["index_mcp", "index_pip"], position: [1.22, 1.05]}'

Скоординированный запуск руки + руки (с OpenArm)

ros2 launch orca_ros2 openarm_orca.launch.py \
  arm_can_interface:=can0 \
  hand_port:=/dev/ttyUSB0 \
  handedness:=right

Это запускает оба openarm_ros2 водитель руки и orca_ros2 Hand Driver в едином пространстве имен, что позволяет скоординировать выполнение траектории с помощью MoveIt2.

Шаг 5 — Тактильные датчики

Показания тактильного датчика

На Orca Hand дополнительно можно установить тактильные датчики на кончиках пальцев (Paxini или совместимые). Тактильные данные передаются независимо через отдельное USB-соединение.

Чтение силы контакта кончика пальца

from orca_core import OrcaHand
from orca_core.sensors import TactileSensorArray

hand = OrcaHand(port="/dev/ttyUSB0", handedness="right")
tactile = TactileSensorArray(port="/dev/ttyUSB1")  # separate USB port

hand.connect()
tactile.connect()
hand.enable_all()

import time
for _ in range(100):
    # Returns dict of finger_name: contact_force_N
    forces = tactile.read_forces()
    positions = hand.get_positions()
    print(f"Index force: {forces.get('index', 0):.3f} N | "
          f"Index MCP: {positions['index_mcp']:.1f} deg")
    time.sleep(0.01)

hand.disable_all()
hand.disconnect()
tactile.disconnect()

Порог обнаружения контакта

from orca_core.sensors import TactileSensorArray

tactile = TactileSensorArray(port="/dev/ttyUSB1")
tactile.connect()

# Set contact detection threshold per finger (in N)
tactile.set_threshold(finger="index", threshold_n=0.1)
tactile.set_threshold(finger="thumb", threshold_n=0.15)

# Returns True when contact exceeds threshold
in_contact = tactile.is_in_contact("index")
print("Index in contact:", in_contact)

Дополнительно — моделирование

Симуляторы MuJoCo

Orca Hand поставляется с калиброванными моделями MuJoCo MJCF — левосторонней, правосторонней и бимануальной сценой. Моделирование имеет те же имена соединений и пространства действий, что и реальное оборудование.

Установите и запустите симуляцию

pip install mujoco
pip install orca-core[sim]  # or: pip install orca-mujoco

# Clone the MuJoCo model package
git clone https://github.com/orcahand/orcahand_description.git

# Launch the right-hand sim
python -c "
import mujoco, mujoco.viewer
import numpy as np

model = mujoco.MjModel.from_xml_path('orcahand_description/mjcf/orca_right.xml')
data = mujoco.MjData(model)

with mujoco.viewer.launch_passive(model, data) as viewer:
    while viewer.is_running():
        mujoco.mj_step(model, data)
        viewer.sync()
"

Перевод Sim-to-real

Имена суставов в модели MJCF соответствуют orca_core СДК точно. Политика, обученная моделированию примитивов захвата, может быть развернута непосредственно на реальном оборудовании — единственная разница — это задержка последовательного порта USB (~ 3 мс) и время физического шага.

Поиск неисправностей

Общие проблемы

Ошибка 1 Некоторые пальцы не отвечают — частичное сервосканирование

Обычно кабель шлейфового подключения не полностью входит в место соединения между пальчиковыми модулями. Шина STS представляет собой цепочку: одно плохое соединение отключает все нижестоящие сервоприводы.

Исправить:

# Scan to see which servo IDs are found
python -c "
from orca_core import OrcaHand
hand = OrcaHand(port='/dev/ttyUSB0', handedness='right')
hand.connect()
ids = hand.scan_motors()
print('Found IDs:', ids)  # should be 1..17
hand.disconnect()
"

Ошибка 2 Палец достигает жестких пределов — перенапряжение сухожилий

Палец не может полностью разгибаться или сгибаться. Прокладка сухожилий слишком тугая с одной стороны. Чаще всего возникает после сборки.

Исправить:

# Check joint limits — move each joint to its range manually
python -c "
from orca_core import OrcaHand
hand = OrcaHand(port='/dev/ttyUSB0')
hand.connect()
# Enable compliance mode — move finger by hand to feel the limits
hand.set_compliance_mode(finger='index', enabled=True)
"
# If finger hits hard limit below expected range,
# loosen the extensor tendon by 0.5 turns at the tendon anchor

Ошибка 3 Тема Joint_states ROS2 не публикуется

Узел драйвера orca_ros2 запущен, но не публикует состояния соединений. Обычно проблема с разрешением порта или конфликтный сеанс orca_core.

Исправить:

# 1. Ensure no other orca_core session has the port open
# Close any Python scripts using the hand first

# 2. Add USB serial permissions (Linux)
sudo usermod -aG dialout $USER  # log out and back in

# 3. Re-launch with explicit port
ros2 launch orca_ros2 orca_hand.launch.py port:=/dev/ttyUSB0

# 4. Check topic
ros2 topic hz /orca_hand/joint_states   # should be ~100 Hz

Предыдущий ← Руководство по установке

Следующий Технические характеристики →

Программное обеспечение работает? Начните сбор данных.

Когда все 17 суставов начнут двигаться, следующим шагом станет запись эпизодов ловких манипуляций.

Руководство по сбору данных → Официальная документация Orca Получить помощь на форуме