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01 机械臂基础接口

机械臂基础行为接口，包括状态查询、负载与坐标系设置、运动参数设置等。

其中函数主要分为三类：状态读取接口、参数设置接口（前缀set）、行为附加参数接口（前缀with）。其中行为附加参数接口被推荐使用链式或管道式的调用方式：

let arm = Arm::new();
arm.with_coord(Coord::Relative)
   .with_scale(0.5)
   .move_to(target_position);

arm = Arm()
arm.with_coord("Shot") \
   .with_speed(0.5) \
   .move_to(target_position)

坐标系 Coord

坐标系使用 Coord 枚举表示，定义了运动指令的参考坐标系：

pub enum Coord {
    OCS,          // 默认坐标系（操作坐标系）
    Relative,     // 相对当前位姿
    Inertial,     // 惯性坐标系（与基坐标系方向一致，原点在当前位置）
    Other(Pose),  // 自定义坐标系
}

# Python 中通过字符串传入
"OCS"       # 默认坐标系
"Shot"      # 相对当前位姿
"Inertial"  # 惯性坐标系

接口列表

  • state

获取机械臂当前状态。

pub fn state(&mut self) -> RobotResult<ArmState<N>>

def state(self) -> ArmState: ...
  • set_load 参数设置接口，设置末端执行器的负载状态。
pub fn set_load(&mut self, load: LoadState) -> RobotResult<()>

def set_load(self, load: LoadState) -> None: ...
  • set_coord 参数设置接口，设置机械臂的坐标系。
pub fn set_coord(&mut self, coord: Coord) -> RobotResult<()>

def set_coord(self, coord: str) -> None: ...
  • with_coord 行为附加参数接口，设置下一个运动指令的坐标系。
pub fn with_coord(&mut self, coord: Coord) -> &mut Self

def with_coord(self, coord: str) -> 'Arm': ...
  • set_scale 参数设置接口，设置机械臂的速度比。

参数 scale 的值通常在 0.0 到 1.0 之间，表示速度的百分比。

pub fn set_scale(&mut self, scale: f64) -> RobotResult<()>

def set_speed(self, speed: float) -> None: ...
  • with_scale 行为附加参数接口，设置下一个运动指令的速度比。
pub fn with_scale(&mut self, scale: f64) -> &mut Self

def with_speed(self, speed: float) -> 'Arm': ...
  • with_velocity 行为附加参数接口，设置下一个运动指令的关节速度。单位：[rad/s]
pub fn with_velocity(&mut self, joint_vel: &[f64; N]) -> &mut Self

def with_velocity(self, joint_vel: list[float]) -> 'Arm': ...
  • with_acceleration 行为附加参数接口，设置下一个运动指令的关节加速度。单位：[rad/s²]
pub fn with_acceleration(&mut self, joint_acc: &[f64; N]) -> &mut Self

def with_acceleration(self, joint_acc: list[float]) -> 'Arm': ...
  • with_jerk 行为附加参数接口，设置下一个运动指令的关节加加速度。单位：[rad/s³]
pub fn with_jerk(&mut self, joint_jerk: &[f64; N]) -> &mut Self

def with_jerk(self, joint_jerk: list[float]) -> 'Arm': ...
  • with_cartesian_velocity 行为附加参数接口，设置下一个运动指令的笛卡尔速度。单位：[m/s]
pub fn with_cartesian_velocity(&mut self, cartesian_vel: f64) -> &mut Self

def with_cartesian_velocity(self, cartesian_vel: float) -> 'Arm': ...
  • with_cartesian_acceleration 行为附加参数接口，设置下一个运动指令的笛卡尔加速度。单位：[m/s²]
pub fn with_cartesian_acceleration(&mut self, cartesian_acc: f64) -> &mut Self

def with_cartesian_acceleration(self, cartesian_acc: float) -> 'Arm': ...
  • with_cartesian_jerk 行为附加参数接口，设置下一个运动指令的笛卡尔加加速度。单位：[m/s³]
pub fn with_cartesian_jerk(&mut self, cartesian_jerk: f64) -> &mut Self

def with_cartesian_jerk(self, cartesian_jerk: float) -> 'Arm': ...
  • with_rotation_velocity 行为附加参数接口，设置下一个运动指令的旋转速度。单位：[rad/s]
pub fn with_rotation_velocity(&mut self, rotation_vel: f64) -> &mut Self
  • with_rotation_acceleration 行为附加参数接口，设置下一个运动指令的旋转加速度。单位：[rad/s²]
pub fn with_rotation_acceleration(&mut self, rotation_acc: f64) -> &mut Self
  • with_rotation_jerk 行为附加参数接口，设置下一个运动指令的旋转加加速度。单位：[rad/s³]
pub fn with_rotation_jerk(&mut self, rotation_jerk: f64) -> &mut Self

机械臂状态

ArmState 描述了机械臂当前的完整状态：

pub struct ArmState<const N: usize> {
    pub joint: Option<[f64; N]>,          // 关节位置 [rad]
    pub joint_vel: Option<[f64; N]>,      // 关节速度 [rad/s]
    pub joint_acc: Option<[f64; N]>,      // 关节加速度 [rad/s²]
    pub torque: Option<[f64; N]>,         // 关节力矩 [Nm]
    pub pose_o_to_ee: Option<Pose>,       // 基座到末端的位姿
    pub pose_ee_to_k: Option<Pose>,       // 末端到法兰的位姿
    pub cartesian_vel: Option<[f64; 6]>,  // 笛卡尔速度
    pub load: Option<LoadState>,          // 负载状态
}

class ArmState:
    joint: list[float] | None
    joint_vel: list[float] | None
    joint_acc: list[float] | None
    tau: list[float] | None
    pose_o_to_ee: Pose | None
    pose_ee_to_k: Pose | None
    cartesian_vel: list[float] | None
    load: LoadState | None