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servodevelop/Star-Arm-102

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Star Arm 102 - 机械臂遥操作系统

Language / 语言: 中文 | English

Programming Language Framework Hardware OS License


📖 项目简介

Star-Arm-102 assembly overview

StarArm 102 是一个 6+1 自由度机械臂遥操作控制项目,支持通过 Leader 机械臂 实时远程控制 Follower 机械臂。项目提供三种控制方式,适用于机器人研究、遥操作教学、AI训练数据采集等多种场景。

如需购买硬件,可通过以下渠道获取:

✨ 核心特性

  • 🔓 开源 · 低成本 · 灵活获取

完全开源的设计,降低学习与使用门槛

提供两种获取方式:购买预装整机(开箱即用),或自行打印组装(需打印并购买零件,适合教学与动手实践)

  • ⚙️ 机械臂构型科学

6个主动关节 + 1个末端执行器

关节构型严格满足 Pieper 准则,支持逆运动学解析法求解,算法透明、易于教学与二次开发

  • 🔗 LD 型号:高兼容性遥操主手

Star Arm 102‑LD 不仅能丝滑遥操同系列 FL 型号

还可直接兼容 reBot 及其他同构型或相似构型的机械臂

一套主手,多臂通用,提供更丝滑的遥操体验

  • 🕹️ 多平台兼容 · 即连即用

支持Python SDK直接遥操

深度兼容 LeRobot 与 ROS2 生态

覆盖真实机器人应用全流程:数据采集 → 仿真模拟 → 模型训练 → 实物部署

  • 📚 完整学习资源

提供从入门到进阶的教程、API 文档、示例代码

适合高校教学、科研实验及个人开发者自学


🔧 手臂规格

Star Arm 102-LD Star Arm 102-FL
自由度 6+1 6+1
精度 - 5-8mm
建议最大负载 - 300g
关节范围 关节 1: ±110°
关节 2: 0°~180°
关节 3: 0°~270°
关节 4: ±90°
关节 5: ±65°
关节 6: ±150°
夹爪: 0~90°
关节 1: ±110°
关节 2: 0°~180°
关节 3: 0°~270°
关节 4: ±90°
关节 5: ±65°
关节 6: ±150°
夹爪: 0~90°
舵机配置 #1、#2、#3、#4 关节使用 RA8-U01H-M;
#5 关节使用 RA8-U02H-M;
#6、手柄关节使用 RA8-U03H-M;
#1、#4、#7、夹爪关节使用 RA8-U25H-M;
#2、#3 关节使用 RX8-U45H-M;
#5 关节使用 RA8-U25H-M;
通信集线器 UC-01 UC-01
通信方式 UART UART
电源规格(可选) 12V2A / XT30 12V10A / XT30
工具与紧固件 螺丝、螺纹胶、木工夹x2、备用 PCB(UC01)、DC 电源转接线(5.5×2.5mm 接头)、200mm 舵机延长线、USB-A 转 USB-C 线、鼠标垫 螺丝、螺纹胶、木工夹x2、备用 PCB(UC01)、DC 电源转接线(5.5×2.5mm 接头)、200mm 舵机延长线、USB-A 转 USB-C 线、鼠标垫
角度传感器 12 位磁编码器 12 位磁编码器
重量 663g 791g
推荐工作温度范围 0-40°C 0-40°C
支持 LeRobot
支持 ROS 2
支持 MoveIt -
支持 Gazebo -

🔧硬件资料

Star-Arm-102 assembly overview


🚀 快速开始

环境要求

项目 要求
操作系统 Ubuntu 22.04
ROS版本 ROS2 Humble
硬件设备 StarArm 102 机械臂 (Leader + Follower)
驱动程序 CH340 USB驱动

安装步骤

方式一:Python裸机控制机械臂遥操(推荐新手)

# 1. 安装依赖
pip install pyserial fashionstar-uart-sdk

# 2. 运行程序
sudo chmod 777 /dev/ttyUSB*
python3 ./Python_SDK/stararm102_ro.py

方式二:ROS2 HUMBLE

# 参考 ROS2_HUMBLE/README.md 配置说明

方式三:Lerobot 框架

# 参考 Lerobot/README.md 配置说明

📂 项目结构

Star-Arm-102/
|-- Hardware/                                # 硬件资料
|   |-- assembly/                            # 装配说明
|   |-- cad/                                 # CAD 模型与工程图纸说明
|   |-- parts/                               # 零件清单与 BOM
|   `-- README.md                            # 硬件总览
|-- Lerobot/                                 # LeRobot 框架控制方式
|   |-- lerobot-robot-stararm102/            # Follower 机器人配置
|   |-- lerobot-teleoperator-stararm102/     # Leader 遥操作器
|   |-- stararm102_en.md                     # LeRobot 使用文档(英文)
|   |-- stararm102.md                        # LeRobot 使用文档
|   `-- README.md                            # 使用步骤
|-- Media/                                   # README 与文档使用的图片资源
|-- Python_SDK/                              # Python SDK 控制方式
|   |-- stararm102_ro.py                     # 主从控制程序
|   `-- README.md                            # 详细使用文档
|-- ROS2_HUMBLE/                             # ROS2 控制方式
|   `-- src/
|       |-- arm_moveit_read/                 # 位姿读取节点
|       |-- arm_moveit_write/                # 位姿写入节点
|       |-- arm_read_pose/                   # 实时位姿读取
|       |-- robo_driver/                     # 机械臂硬件驱动节点
|       |-- robo_interfaces/                 # 自定义 ROS2 接口
|       |-- ros2_bag_recorder/               # 示教轨迹录制
|       |-- stararm102_controller/           # 机械臂控制器
|       |-- stararm102_description/          # 机械臂 URDF 模型描述
|       |-- stararm102_gazebo/               # Gazebo 仿真环境配置
|       `-- stararm102_moveit_config/        # MoveIt 2 运动规划配置
|-- README.md                                # 中文说明文档
`-- README_EN.md                             # English README

🎯 控制方式对比

特性 Python SDK ROS2 HUMBLE Lerobot
难度 ⭐ 简单 ⭐⭐⭐ 中等 ⭐⭐⭐⭐⭐ 复杂
实时性 ⭐⭐⭐⭐⭐ ⭐⭐⭐ ⭐⭐⭐
扩展性 ⭐⭐ ⭐⭐⭐⭐⭐ ⭐⭐⭐⭐
适用场景 快速测试、教学 机器人系统集成 AI训练、研究

🔧 硬件连接

连接拓扑

                    ┌─────────────────┐
                    │                 │
                    │      计算机      │
                    │ (Ubuntu 22.04)  │
                    └────────┬────────┘
                             │
              ┌──────────────┼──────────────┐
             USB                           USB
              │                             │
       ┌──────┴──────┐               ┌──────┴────────┐
       │             │               │               │
       │ Leader Arm  │               │ Follower Arm  │
       │(StarArm 102)│               │ (StarArm 102) │
       └─────────────┘               └───────────────┘

设备识别

# 查看所有 USB 设备
lsusb

# 查看串口设备
ls -l /dev/ttyUSB*

# 赋予权限
sudo chmod 777 /dev/ttyUSB*

📊 关节映射

StarArm102 机械臂共有 7 个关节(6个自由度 + 1个旋转夹爪):

关节 角度范围 说明
Joint1 -110° ~ 110° 底座旋转
Joint2 0° ~ 180° 肩部俯仰
Joint3 0° ~ 270° 肘部俯仰
Joint4 -90° ~ 90° 手腕旋转
Joint5 -65° ~ 65° 手腕偏航
Joint6 -150° ~ 150° 手腕旋转
Gripper (joint7_left) 0° ~ 90° 旋转夹爪

📝 注意:旋转夹爪通过 joint7_left 控制,joint7_right 为联动关节,自动反向同步。


⚠️ 安全注意事项

  1. 操作前检查:确保机械臂周围无障碍物,工作空间安全
  2. 急停控制:程序运行时按 Ctrl+C 可立即停止
  3. 关节限制:系统已自动设置安全角度限制,避免越界运动
  4. 电源管理:确保机械臂供电稳定,避免电压波动

🐛 故障排除

常见问题

Q1: 找不到 /dev/ttyUSB0 设备?

# 检查 USB 设备
ls -l /dev/ttyUSB*

# 检查 USB 设备信息
lsusb

# 查看串口日志
sudo dmesg | grep ttyUSB

# 如果被 brltty 占用,卸载它
sudo apt remove brltty

# 赋予权限
sudo chmod 777 /dev/ttyUSB*

Q2: 串口连接失败?

  • 检查 USB 线是否松动
  • 确认机械臂电源已开启
  • 尝试更换 USB 端口
  • 检查驱动是否正常安装

Q3: 控制频率过低?

  • 检查串口通信是否正常
  • 减少其他程序运行负载
  • 使用 USB 3.0 端口以提高速度

Q4: 机械臂连接失败?

  • 检查 USB 线连接是否松动
  • 确认机械臂电源已开启
  • 检查舵机通信状态
  • 尝试更换 USB 端口

📖 详细文档

选择你需要的控制方式查看详细文档:

📄 许可证

本项目基于 MIT License 开源。


👥 致谢

  • 感谢:华馨京科技(FashionStar)提供硬件支持和 SDK

🔗 相关链接

About

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