Orca 手部设置指南

在开始之前布置好所有组件：手指模块 (5×)、手掌/手腕安装座、肌腱布线硬件、紧固件和任何可选的指尖传感器模块。

• 手指模块： 将每个手指模块按顺序卡入手掌框架：拇指、食指、中指、无名指、小指。 在布线肌腱之前验证每个关节是否可以自由移动。
• 手腕安装： 使用提供的紧固件将手掌组件连接到腕板上。 确认法兰图案与您的机器人手臂匹配。
• 肌腱走线： 将每个肌腱（每个手指一根）从致动器滑轮穿过导管导轨。 张紧前留出 2-3 毫米的松弛空间 — 此阶段过度张紧会导致粘连。
• 触觉传感器（可选）： 如果安装指尖触觉传感器，请在关闭指壳之前将其放入指尖外壳中。 将传感器电缆穿过手指体连接至手掌连接器。

这 orca_core Python 包是唯一的软件依赖项——没有 ROS 要求。 它使用 Dynamixel 协议通过单个 USB 串行连接以 3 Mbps 的速度与所有 17 个 Feetech STS3215 电机进行通信。 需要 Python 3.9+。

选项 A — 通过 Poetry 安装（推荐）：

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

选项 B — 通过 pip 安装：

pip install orca_core

在 Linux 上授予 USB 串行端口访问权限：

# Add your user to the dialout group (requires logout/login to take effect)
sudo usermod -aG dialout $USER

# Or grant temporary access without logging out
sudo chmod 666 /dev/ttyUSB0

连接并验证：

from orca_core import OrcaHand

hand = OrcaHand()
status = hand.connect()
print(status)  # (True, 'Connection successful')

校准以降低的电流限制（450 个原始单位）将 17 个关节中的每一个驱动至其机械硬停止，以建立每个电机的零偏移。 在发出位置命令之前务必进行校准 - 跳过此步骤可能会导致较大的位置误差或意外运动。

from orca_core import OrcaHand

hand = OrcaHand()
hand.connect()

# Drives all joints to hard stops at calib_current=450 to establish zero offsets
hand.calibrate()

# Calibration results are saved automatically to:
# models/orcahand_v1/calibration.yaml

校准后，将所有关节移至开/零位置：

# Command all 17 joints to 0° (open position)
hand.set_joint_pos({joint: 0 for joint in hand.joint_ids})

使用以下方法验证联合控制 orca_core Python API。 按名称命令各个关节 — SDK 通过以下命令自动将关节名称转换为电机 ID： joint_to_motor_map 在 config.yaml.

from orca_core import OrcaHand

hand = OrcaHand()
hand.connect()
hand.calibrate()

# --- Read current joint positions (degrees) ---
positions = hand.get_joint_pos()
print(positions)
# e.g. {'thumb_mcp': 0.0, 'thumb_abd': 0.0, 'index_mcp': 0.0, ...}

# --- Make a fist: flex all MCP and PIP joints ---
hand.set_joint_pos({
    "index_mcp":  90, "index_pip":  110,
    "middle_mcp": 90, "middle_pip": 110,
    "ring_mcp":   90, "ring_pip":   110,
    "pinky_mcp":  90, "pinky_pip":  110,
    "thumb_mcp":  30, "thumb_pip":  100,
})

# --- Open hand back to zero ---
hand.set_joint_pos({joint: 0 for joint in hand.joint_ids})

# --- Torque control ---
hand.enable_torque()                    # Enable torque on all motors
hand.disable_torque(motor_ids=[1, 2])   # Disable specific motors (by ID)

# --- Disconnect (disables torque, closes serial port) ---
hand.disconnect()

如果任何关节未达到命令角度，请检查该电机的电缆布线和腱张力。 每个手指均采用专用的 Feetech STS3215 舵机； 绑定通常是路由或张力问题，而不是软件问题。

使用标准手腕法兰适配器将 Orca Hand 安装到机器人手臂上。 该手与 OpenArm 101 兼容，并且大多数手臂具有标准 ISO 9283 法兰图案。

• 使用提供的图案中的 M4 螺栓将腕板连接到手臂的末端执行器法兰。
• 沿着臂结构布置信号和电源线，并用扎带固定，以防止运动过程中被绊住。
• 在手臂的 ROS2 工作区中，添加 Orca Hand 作为末端执行器节点，并同时启动手臂和手部控制器。

有关 Orca Hand 灵巧操作研究工作流程的完整演练，请参阅 SVRC研究指南.