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抓取時間（ISO本地）：2026-05-18 05:17:37

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文章目錄

• 一、前言
• 二、睿爾曼機械臂夾爪：抓取作業的核心執行部件
• • 1. 全型號適配
  • 2. 簡潔的引數化控制
  • 3. 無額外硬體配置
  • 4. 核心功能
• 三、核心例程全解析：逐行吃透夾爪控制邏輯
• • 3.1 環境配置與模組匯入
  • 3.2 核心控制類RobotArmController解析
  • • 3.2.1 初始化函式\_\_init\_\_：建立機械臂（含夾爪）連線
    • 3.2.2 disconnect：斷開機械臂（含夾爪）連線
    • 3.2.3 movej：關節空間運動（抓取/釋放的基礎）
    • 3.2.4 set\_gripper\_pick\_on：夾爪連續力控抓取（核心函式）
    • • 引數詳解
      • 執行邏輯
    • 3.2.5 set\_gripper\_release：夾爪釋放（核心函式）
    • • 引數詳解
      • 執行邏輯
  • 3.3 主函式main：“運動+抓取+釋放”完整流程
• 四、應用實踐：從程式碼到夾爪抓取實操
• • 4.1 環境搭建
  • • 4.1.1 硬體準備
    • 4.1.2 軟體準備
    • 4.1.3 網路配置
    • 4.1.4 夾爪硬體確認
  • 4.2 執行步驟
  • 4.3 常見問題與排查
  • • 1. 夾爪無動作（指令返回成功但無物理動作）
    • 2. 抓取失敗（錯誤碼非0）
    • 3. 抓取後物體掉落
    • 4. 釋放失敗（夾爪無法張開）
• 五、總結與拓展

一、前言

上一篇我們掌握了睿爾曼第三代機械臂的基礎運動控制邏輯，而夾爪作為機械臂完成抓取、放置等作業的核心執行部件，是從“單純運動”到“實際作業”的關鍵環節。相比於傳統工業夾爪複雜的氣動/電動控制除錯，睿爾曼第三代機械臂配套夾爪透過Python SDK提供了封裝完善的控制介面，無需額外的硬體接線或底層驅動配置，只需呼叫簡單的函式即可實現夾爪的“抓取”“釋放”等核心操作。

本文的核心目標是：以睿爾曼夾爪控制官方例程為藍本，拆解夾爪控制的核心程式碼邏輯，從“引數含義”“函式作用”“執行流程”三個維度，讓零基礎讀者理解“如何透過程式碼控制夾爪完成抓取作業”，並能動手完成夾爪抓取-釋放的完整實操。無論你是高校學生、創客，還是剛接觸機械臂的工程師，都能透過本文掌握睿爾曼機械臂夾爪的基礎控制方法。

二、睿爾曼機械臂夾爪：抓取作業的核心執行部件

睿爾曼第三代機械臂配套夾爪是面向科研、教育、輕量工業場景的電動夾爪，與第三代機械臂（RM_65/RM_75/RML_63等）深度適配，核心特點如下：

1. 全型號適配

夾爪無需針對不同型號機械臂做硬體適配，透過統一的Python SDK介面控制，與上一篇學習的基礎運動指令相容，一套程式碼可適配所有第三代機械臂型號。

2. 簡潔的引數化控制

支援透過“速度”“力度”引數自定義夾爪動作：

• 速度：控制夾爪開合的快慢，適配不同尺寸、重量的抓取目標；
• 力度：控制夾爪抓取時的夾持力，避免損壞易碎物體或抓取力不足導致掉落。

3. 無額外硬體配置

夾爪透過機械臂本體供電並通訊，無需額外的控制器、接線或氣動迴路，僅需確保夾爪與機械臂末端正確安裝，即可透過網路通訊實現控制。

4. 核心功能

支援“連續力控抓取”“主動釋放”兩大核心動作，滿足入門階段抓取-放置作業的全部需求。

三、核心例程全解析：逐行吃透夾爪控制邏輯

接下來我們逐模組、逐行解析夾爪控制例程程式碼，重點拆解夾爪專屬的控制函式，同時梳理“運動+抓取”的協同控制邏輯。

3.1 環境配置與模組匯入

import sys
import os
import time

# Add the parent directory of src to sys.path
sys.path.append(os.path.abspath(os.path.join(os.path.dirname(__file__), '..', '..')))

from src.Robotic_Arm.rm_robot_interface import *

• import sys/import os：與上一篇作用一致，用於補全SDK的模組搜尋路徑，確保能匯入核心介面rm_robot_interface.py；
• import time：新增的時間模組，核心作用是在夾爪執行抓取/釋放動作後，透過time.sleep(2)讓程式短暫等待，確保夾爪完成機械動作（夾爪開合需要物理時間，避免程式過快執行後續指令導致動作不完整）；
• from src.Robotic_Arm.rm_robot_interface import *：匯入的核心介面中，新增了rm_set_gripper_pick_on（夾爪抓取）、rm_set_gripper_release（夾爪釋放）等夾爪控制函式，是實現夾爪操作的核心依賴。

3.2 核心控制類RobotArmController解析

該類在基礎運動控制類的基礎上，新增了夾爪抓取、釋放的專屬函式，同時複用了機械臂連線、斷開、關節運動的核心函式，我們重點解析新增的夾爪控制函式，複用函式僅補充關鍵說明。

3.2.1 初始化函式__init__：建立機械臂（含夾爪）連線

def __init__(self, ip, port, level=3, mode=2):
    """
    Initialize and connect to the robotic arm (and gripper).

    Args:
        ip (str): IP address of the robot arm.
        port (int): Port number.
        level (int, optional): Connection level. Defaults to 3.
        mode (int, optional): Thread mode (0: single, 1: dual, 2: triple). Defaults to 2.
    """
    self.thread_mode = rm_thread_mode_e(mode)
    self.robot = RoboticArm(self.thread_mode)
    self.handle = self.robot.rm_create_robot_arm(ip, port, level)

    if self.handle.id == -1:
        print("\nFailed to connect to the robot arm\n")
        exit(1)
    else:
        print(f"\nSuccessfully connected to the robot arm: {self.handle.id}\n")

• 複用邏輯：與上一篇一致，建立機械臂網路連線並返回控制代碼；
• 關鍵補充：夾爪作為機械臂的末端部件，無需單獨建立連線，只要機械臂連線成功（handle.id≠-1），即可透過該控制代碼控制夾爪，這是睿爾曼SDK“一體化控制”的設計優勢。

3.2.2 disconnect：斷開機械臂（含夾爪）連線

def disconnect(self):
    """
    Disconnect from the robot arm (and release gripper resources).

    Returns:
        None
    """
    handle = self.robot.rm_delete_robot_arm()
    if handle == 0:
        print("\nSuccessfully disconnected from the robot arm\n")
    else:
        print("\nFailed to disconnect from the robot arm\n")

• 複用邏輯：與上一篇一致，釋放機械臂連線控制代碼；
• 關鍵補充：斷開連線時，SDK會自動釋放夾爪的控制資源，避免夾爪處於“卡死”狀態，因此程式結束前必須呼叫該函式。

3.2.3 movej：關節空間運動（抓取/釋放的基礎）

def movej(self, joint, v=20, r=0, connect=0, block=1):
    """
    Perform movej motion (move to gripper target position).

    Args:
        joint (list of float): Joint positions.
        v (float, optional): Speed of the motion. Defaults to 20.
        connect (int, optional): Trajectory connection flag. Defaults to 0.
        block (int, optional): Whether the function is blocking (1 for blocking, 0 for non-blocking). Defaults to 1.
        r (float, optional): Blending radius. Defaults to 0.

    Returns:
        None
    """
    movej_result = self.robot.rm_movej(joint, v, r, connect, block)
    if movej_result == 0:
        print("\nmovej motion succeeded\n")
    else:
        print("\nmovej motion failed, Error code: ", movej_result, "\n")

• 複用邏輯：引數、返回值與上一篇完全一致；
• 核心作用：夾爪無法在任意位置完成有效抓取，需透過movej將機械臂末端（夾爪）運動到“抓取位”“放置位”“復位位”，是夾爪作業的前提。

3.2.4 set_gripper_pick_on：夾爪連續力控抓取（核心函式）

def set_gripper_pick_on(self, speed, force, block=True, timeout=30):
    """
    Perform continuous force-controlled gripping with the gripper.

    Args:
        speed (int): Speed of the gripper.
        force (int): Force applied by the gripper.
        block (bool, optional): Whether the function is blocking. Defaults to True.
        timeout (int, optional): Timeout duration. Defaults to 30.

    Returns:
        None
    """
    gripper_result = self.robot.rm_set_gripper_pick_on(speed, force, block, timeout)
    if gripper_result == 0:
        print("\nGripper continuous force control gripping succeeded\n")
    else:
        print("\nGripper continuous force control gripping failed, Error code: ", gripper_result, "\n")
    time.sleep(2)

這是控制夾爪完成“抓取”動作的核心函式，我們從引數含義和執行邏輯兩個維度拆解：

引數詳解

1. speed（必選，int）：夾爪閉合的速度，取值範圍需符合睿爾曼夾爪硬體限制（通常0~1000），示例中設為500（中等速度）：
   • 速度過小：夾爪閉合慢，作業效率低；
   • 速度過大：易因衝擊導致抓取目標掉落或夾爪損壞。
2. force（必選，int）：夾爪抓取時的夾持力，取值範圍通常0~500（單位：N，牛頓），示例中設為200（適中力度）：
   • 力度過小：無法夾緊物體，易掉落；
   • 力度過大：損壞易碎物體（如玻璃、塑膠件）或夾爪自身。
3. block（可選，bool）：阻塞標誌，預設True：
   • True（阻塞）：程式等待夾爪完成抓取動作後，再執行下一行程式碼；
   • False（非阻塞）：傳送抓取指令後程式立即執行後續程式碼，夾爪後臺完成抓取。
4. timeout（可選，int）：超時時間，預設30秒：
   • 若夾爪因故障無法完成抓取動作，程式等待timeout秒後判定為執行失敗，避免程式無限等待。

執行邏輯

1. 呼叫SDK核心介面rm_set_gripper_pick_on，傳入速度、力度等引數，返回執行結果（0=成功，非0=錯誤碼）；
2. 列印執行結果，便於除錯排查問題；
3. time.sleep(2)：額外等待2秒，確保夾爪完成物理閉合動作（即使block=True，硬體動作仍需短暫時間，避免後續運動指令打斷抓取）。

3.2.5 set_gripper_release：夾爪釋放（核心函式）

def set_gripper_release(self, speed, block=True, timeout=30):
    """
    Release the gripper.

    Args:
        speed (int): Speed of the gripper release.
        block (bool, optional): Whether the function is blocking. Defaults to True.
        timeout (int, optional): Timeout duration. Defaults to 30.

    Returns:
        None
    """
    gripper_result = self.robot.rm_set_gripper_release(speed, block, timeout)
    if gripper_result == 0:
        print("\nGripper release succeeded\n")
    else:
        print("\nGripper release failed, Error code: ", gripper_result, "\n")
    time.sleep(2)

這是控制夾爪完成“釋放”動作的核心函式，拆解如下：

引數詳解

1. speed（必選，int）：夾爪張開的速度，取值範圍與抓取速度一致（通常0~1000），示例中設為500：
   • 釋放速度需適配抓取目標：易碎物體建議低速釋放，避免掉落；重型物體可適當提高速度。
2. block/timeout：含義與set_gripper_pick_on完全一致，預設阻塞+30秒超時。

執行邏輯

1. 呼叫SDK核心介面rm_set_gripper_release，傳入釋放速度等引數，返回執行結果；
2. 列印執行結果；
3. time.sleep(2)：等待夾爪完成物理張開動作，確保物體順利脫離夾爪。

3.3 主函式main：“運動+抓取+釋放”完整流程

def main():
    # Create a robot arm controller instance and connect to the robot arm
    robot_controller = RobotArmController("192.168.1.18", 8080, 3)

    # Get API version
    print("\nAPI Version: ", rm_api_version(), "\n")

    # Perform movej motion (move to gripping position)
    robot_controller.movej([90, 90, 30, 0, 60, 0])

    # Perform continuous force-controlled gripping with the gripper
    robot_controller.set_gripper_pick_on(500, 200)

    # Perform movej motion (move to placing position)
    robot_controller.movej([0, 90, 30, 0, 60, 0])

    # Release the gripper
    robot_controller.set_gripper_release(500)

    # Perform movej motion (reset to initial position)
    robot_controller.movej([90, 90, 30, 0, 60, 0])

    # Disconnect the robot arm
    robot_controller.disconnect()

if __name__ == "__main__":
    main()

主函式是夾爪作業的“完整執行流程”，我們按步驟拆解核心邏輯：

1. 建立連線：建立RobotArmController例項，傳入機械臂IP（192.168.1.18）、埠（8080）、連線等級（3），完成機械臂+夾爪的連線；
2. 確認SDK版本：列印rm_api_version()，確保SDK版本與機械臂韌體相容，避免夾爪指令執行失敗；
3. 運動到抓取位：呼叫movej將機械臂運動到預設的抓取位[90, 90, 30, 0, 60, 0]（關節角度），此時夾爪正對抓取目標；
4. 夾爪抓取：呼叫set_gripper_pick_on(500, 200)，以500的速度、200N的力度完成抓取；
5. 運動到放置位：呼叫movej將機械臂運動到放置位[0, 90, 30, 0, 60, 0]，攜帶抓取目標移動；
6. 夾爪釋放：呼叫set_gripper_release(500)，以500的速度張開夾爪，釋放目標；
7. 復位到初始位：呼叫movej將機械臂復位到抓取位，便於下一次作業；
8. 斷開連線：釋放連線資源，完成整個作業流程。

四、應用實踐：從程式碼到夾爪抓取實操

掌握夾爪控制程式碼邏輯後，我們透過實操完成“抓取-放置”作業，核心步驟如下：

4.1 環境搭建

4.1.1 硬體準備

1. 基礎硬體：睿爾曼第三代機械臂（如RM_65）、電腦（Windows/Linux）、網線/無線網絡卡（確保與機械臂同網段）；
2. 新增硬體：睿爾曼配套電動夾爪（已正確安裝到機械臂末端）；
3. 輔助物料：待抓取物體（如塑膠杯、小積木，建議先從輕型、規則形狀物體開始）。

4.1.2 軟體準備

與上一篇完全一致：

1. 安裝Python 3.7+（睿爾曼SDK推薦版本）；
2. 下載睿爾曼第三代機械臂SDK，解壓到本地；
3. 將夾爪控制例程指令碼放在SDK指定目錄（確保sys.path路徑正確）。

4.1.3 網路配置

與上一篇完全一致：

1. 機械臂預設IP：192.168.1.18（可透過示教器修改）；
2. 電腦IP設定為192.168.1.x（x≠18，子網掩碼255.255.255.0）；
3. 測試連通性：ping 192.168.1.18，確保能ping通。

4.1.4 夾爪硬體確認

新增步驟：

1. 檢查夾爪與機械臂末端的連線：確保夾爪固定牢固，供電/通訊介面無鬆動；
2. 夾爪自檢：啟動機械臂後，透過示教器確認夾爪處於“就緒”狀態，無報錯資訊。

4.2 執行步驟

1. 啟動機械臂：接通電源，待機械臂+夾爪完成自檢（進入“就緒”狀態）；
2. 放置抓取目標：將待抓取物體放在機械臂“抓取位”（與程式碼中[90, 90, 30, 0, 60, 0]對應的物理位置或修改程式碼中的位置引數）；
3. 修改程式碼：將RobotArmController("192.168.1.18", 8080, 3)中的IP改為實際機械臂IP；
4. 執行指令碼：在終端執行python 夾爪控制例程檔名.py；
5. 觀察執行過程：
   • 機械臂先運動到抓取位；
   • 夾爪閉合完成抓取；
   • 機械臂運動到放置位；
   • 夾爪張開釋放物體；
   • 機械臂復位到初始位；
   • 終端列印每一步的執行結果（成功/失敗+錯誤碼）。

4.3 常見問題與排查

針對夾爪控制的專屬問題，補充如下排查方向：

1. 夾爪無動作（指令返回成功但無物理動作）

• 排查：
  1. 夾爪是否已正確安裝並完成自檢（示教器檢視夾爪狀態）；
  2. time.sleep()時間是否過短（建議至少2秒，確保硬體動作完成）；
  3. 速度引數是否設為0（speed=0時夾爪無動作）。

2. 抓取失敗（錯誤碼非0）

• 排查：
  1. 力度引數是否超出夾爪硬體限制（通常0~500N，需參考夾爪手冊）；
  2. 抓取位是否超出夾爪工作範圍（夾爪開合角度有限，需確保物體在夾持範圍內）；
  3. 機械臂連線等級是否為3（等級不足無法執行夾爪控制指令）。

3. 抓取後物體掉落

• 排查：
  1. 夾持力force是否過小（可適當提高，如從200調整為300）；
  2. 機械臂運動速度v是否過快（運動時衝擊導致物體掉落，可降低movej的速度引數）；
  3. 夾爪表面是否光滑（可增加防滑墊提升摩擦力）。

4. 釋放失敗（夾爪無法張開）

• 排查：
  1. 釋放速度speed是否過小（可適當提高）；
  2. 物體是否卡死在夾爪中（手動輕推物體，確認無卡頓）；
  3. 超時時間timeout是否過短（可延長至60秒，排查是否為動作超時）。

五、總結與拓展

本文在上一篇基礎運動控制的基礎上，完成了睿爾曼機械臂夾爪控制的“程式碼解析+實操落地”，核心知識點如下：

1. 夾爪控制的核心邏輯：機械臂連線→運動到抓取位→力控抓取→運動到放置位→釋放→復位→斷開連線；
2. 夾爪核心函式引數：
   • set_gripper_pick_on：透過speed（閉合速度）、force（夾持力）控制抓取效果；
   • set_gripper_release：透過speed（張開速度）控制釋放效果；
3. 協同控制關鍵：夾爪動作需與機械臂運動配合，透過movej到達指定位置後，再執行抓取/釋放，且需透過time.sleep()確保硬體動作完成。