io_gripper_ros

ROS2 夹爪控制节点，基于 io_gripper_sdk 实现对夹爪设备的控制和状态管理。

项目结构

ros2_ws/src/
├── io_gripper_interfaces/    # ROS2 自定义消息和服务定义
├── io_gripper_ros/           # ROS2 节点实现（主包）
└── io_gripper_sdk/           # 夹爪 SDK 子模块

功能特性

✅ 夹爪位置控制
✅ 夹爪速度控制
✅ 力矩控制与限制
✅ 紧急停止功能
✅ 软限位设置
✅ 舵机 ID 扫描
✅ 配置文件管理
✅ 实时状态轮询
✅ 获取相机参数
✅ 实时发布相机图像话题

安装说明

1. 克隆项目（包含子模块）

git clone --recurse-submodules git@github.com:ioai-tech/io_gripper_ros.git
cd io_gripper_ros/ros2_ws

2. 构建项目(在ros2_ws目录下)

colcon build --packages-select io_gripper_interfaces io_gripper_ros
source install/setup.bash

3. 更新子模块（如果需要）

git submodule update --init --recursive

使用方法

启动节点

ros2 run io_gripper_ros io_gripper_node --ros-args -r __node:=left_gripper_node -r __ns:=/io_left_gripper -p auto_detect_port:=true -p camera_serial:=G2026061 -p config_name:=new_config.yaml

命令说明

__node:=left_gripper_node 节点名称不同节点对应不同的节点名称
__ns:=/io_left_gripper 命名空间不同的夹爪节点必须用不同的命名空间，同时各自对应的 topic和service 也要修改
auto_detect_port:=true 是否自动检测串口端口默认true。如果选择false 则需要手动指定串口设备名称和相机端口（或者使用默认值），同时不必传入camera_serial
port:=/dev/ttyUSB0 串口设备名称，如果上面取消了自动检测端口，需要手动指定串口设备名称，或者不传入参数，选择使用默认值 ‘/dev/ttyUSB0’
camera_image_port:=/dev/video0 相机端口，如果上面取消了自动检测端口，需要手动指定串口设备名称，或者不传入参数，选择使用默认值 ‘/dev/video0’
camera_serial:="" 夹爪相机对应的序列号，如果auto_detect_port:=true，则必须传入该参数来控制对应的夹爪。如果auto_detect_port:=false，则可以不传入该参数，使用默认值。
config_name:=new_config.yaml 配置文件名称

服务调用示例

连接设备

ros2 service call /io_left_gripper/connect std_srvs/srv/Trigger "{}"

初始化夹爪同时开始发布相机图像话题

ros2 service call /io_left_gripper/initialize std_srvs/srv/Trigger "{}"

标定 (只需要标定一次，前提是配对应的配置文件不变)

ros2 service call /io_left_gripper/calibrate std_srvs/srv/Trigger "{}"

夹爪语义控制

ros2 topic pub --once /io_left_gripper/gripper_command io_gripper_interfaces/msg/GripperCommand "{mode: 0, width_mm: 120, max_effort: 0.5, speed: 0.5}"

参数说明：

参数名	类型	说明
`mode`	uint8	控制模式：`0` = 毫米模式（width_mm），`1` = 归一化模式（normalized_opening）
`width_mm`	float32	目标开口宽度（毫米），仅在 mode=0 时有效，范围由配置文件中的范围或者设置的软限位决定(不能低于软限位的最小值)
`normalized_opening`	float32	归一化开口度（0.0-1.0），仅在 mode=1 时有效，0.0 表示完全闭合，1.0 表示完全打开
`max_effort`	float32	最大作用力（0.0-1.0），0.0 表示无限制，1.0 表示最大力
`speed`	float32	运动速度（0.0-1.0），0.0 表示最慢，1.0 表示最快

使用示例：

毫米模式 - 设置开口宽度为 50mm：

ros2 topic pub --once /io_left_gripper/gripper_command io_gripper_interfaces/msg/GripperCommand "{mode: 0, width_mm: 50.0, max_effort: 0.8, speed: 0.5}"

归一化模式 - 设置开口度为 50%：

ros2 topic pub --once /io_left_gripper/gripper_command io_gripper_interfaces/msg/GripperCommand "{mode: 1, normalized_opening: 0.5, max_effort: 0.6, speed: 0.3}"

完全打开：

ros2 topic pub --once /io_left_gripper/gripper_command io_gripper_interfaces/msg/GripperCommand "{mode: 1, normalized_opening: 1.0, max_effort: 0.5, speed: 1.0}"

完全闭合：

ros2 topic pub --once /io_left_gripper/gripper_command io_gripper_interfaces/msg/GripperCommand "{mode: 1, normalized_opening: 0.0, max_effort: 1.0, speed: 0.5}"

设置位置

ros2 service call /io_left_gripper/command_position io_gripper_interfaces/srv/CommandPosition "{mode: 0, position_raw: 2742}"

参数说明：

参数名	类型	说明
`mode`	uint8	位置模式：`0` = 原始位置值（position_raw），`1` = 弧度（angle_rad）
`position_raw`	uint16	原始位置值（在限位范围内），仅在 mode=0 时有效
`angle_rad`	float32	角度（弧度），仅在 mode=1 时有效

设置速度

ros2 service call /io_left_gripper/command_velocity io_gripper_interfaces/srv/CommandVelocity "{mode: 0, velocity_raw: 10}"

参数说明：

参数名	类型	说明
`mode`	uint8	速度模式：`0` = 原始速度值（velocity_raw），`1` = 弧度/秒（velocity_rad_s）
`velocity_raw`	uint16	原始速度值（0-3000），仅在 mode=0 时有效，最大速度在配置文件中设置
`velocity_rad_s`	float32	角速度（弧度/秒），仅在 mode=1 时有效

设置力矩限制

ros2 service call /io_left_gripper/set_effort_limit io_gripper_interfaces/srv/SetEffortLimit "{mode: 2, current_limit_ma: 3250, torque_limit_raw: 2000}"

参数说明：

参数名	类型	说明
`mode`	uint8	设置模式：`0` = 仅设置电流限制，`1` = 仅设置力矩限制，`2` = 同时设置两者
`current_limit_ma`	float32	电流限制（毫安），默认范围 0-3250 mA
`torque_limit_raw`	uint16	力矩限制原始值（0-1000）

设置软限位

ros2 service call /io_left_gripper/set_soft_limit io_gripper_interfaces/srv/SetSoftLimit "{min_width_mm: 10.0, max_width_mm: 80.2}"

参数说明：

参数名	类型	说明
`min_width_mm`	float32	最小开口宽度（毫米），夹爪无法闭合小于此值
`max_width_mm`	float32	最大开口宽度（毫米），夹爪无法张开大于此值

使能/禁用力矩

ros2 service call /io_left_gripper/set_torque io_gripper_interfaces/srv/SetTorque "{enable: false}"

参数说明：

参数名	类型	说明
`enable`	bool	`true` = 使能力矩，`false` = 禁用力矩（夹爪释放）

抓取物体

ros2 service call /io_left_gripper/pick_object io_gripper_interfaces/srv/PickObject "{width_mm: 20.5, speed: 600, effort: 1000, timeout_ms: 1000}"

参数说明：

参数名	类型	说明
`width_mm`	float32	目标抓取宽度（毫米）
`speed`	float32	抓取速度（原始值，0-3000）
`effort`	float32	抓取力（原始值，0-1000）
`timeout_ms`	int32	超时时间（毫秒），超时后停止抓取

紧急停止通过重新初始恢复

ros2 service call /io_left_gripper/emergency_stop io_gripper_interfaces/srv/EmergencyStop "{release_torque: true}"

参数说明：

参数名	类型	说明
`release_torque`	bool	`true` = 紧急停止并释放力矩，`false` = 紧急停止但保持力矩

获取状态

ros2 service call /io_left_gripper/get_status io_gripper_interfaces/srv/GetStatus "{}"

扫描舵机 ID

ros2 service call /io_left_gripper/scan_ids io_gripper_interfaces/srv/ScanIds "{start_id: 1, end_id: 10}"

参数说明：

参数名	类型	说明
`start_id`	uint8	扫描起始 ID（范围：0-253）
`end_id`	uint8	扫描结束 ID（范围：0-253），必须大于等于 start_id

修复配置(修复舵机ID)

ros2 service call /io_left_gripper/fix_config io_gripper_interfaces/srv/FixConfig "{servo_id: 2}"

参数说明：

参数名	类型	说明
`servo_id`	uint8	目标舵机 ID（范围：0-253），将配置文件中的 servo_id 修改为此值

启动状态轮询

ros2 service call /io_left_gripper/start_polling io_gripper_interfaces/srv/StartPolling "{rate_hz: 100}"

参数说明：

参数名	类型	说明
`rate_hz`	float32	轮询频率（赫兹），建议范围 10-120 Hz

开启轮询后获取轮询状态 once只获取一次

ros2 topic echo /io_left_gripper/status --once

获取相机图像

ros2 topic echo /io_left_gripper/camera_image --once

获取相机图像设置

ros2 service call /io_left_gripper/get_camera_settings io_gripper_interfaces/srv/GetCameraSettings "{}"

停止发布相机图像话题

ros2 service call /io_left_gripper/stop_camera std_srvs/srv/Trigger "{}"

清理状态在超过安全限制之后会进入故障状态，通过这里清除但不能清除急停状态

ros2 service call /io_left_gripper/clear_status std_srvs/srv/Trigger "{}"

断开连接并停止相机image发布

ros2 service call /io_left_gripper/disconnect std_srvs/srv/Trigger "{}"

话题发布

话题名	消息类型	描述
`/io_gripper/status`	`io_gripper_interfaces/msg/Status`	夹爪状态（位置、速度、力矩、状态码）

参数配置

参数名	类型	默认值	描述
`port`	string	`/dev/ttyUSB0`	串口设备路径
`baud_rate`	int	115200	波特率
`config_file_path`	string	`config/gripper_config.yaml`	配置文件路径

配置文件格式

DeviceProfile:
  device_info:
    model_name: Feetech_DeviceProfile
    servo_id: 1
    recommended_baudrate: 115200
  capabilities:
    supports_sync_write: true
    supports_sync_read: false
    supports_present_current: true
  safety_limits:
    min_voltage_v: 4.5
    max_voltage_v: 25.4
    max_temperature_c: 70.0
    max_servo_velocity: 3000
    start_power: 8
    release_torque_on_disconnect: true
  calibration:
    calib_max_position_raw: 2742
    calib_min_position_raw: 2293
    calib_max_width_mm: 100.0
    calib_min_width_mm: 0.0
  camera:
    width: 640
    height: 480
    fps: 30.0
    jpeg_quality: 80

状态码说明

状态码	描述
0	未连接
1	已连接
2	就绪
3	运行中
4	故障

子模块说明

io_gripper_sdk 是一个独立的 git 子模块，提供夹爪硬件的底层驱动支持。

# 添加子模块
git submodule add git@github.com:ioai-tech/io_gripper_sdk.git ros2_ws/src/io_gripper_sdk

# 更新子模块
git submodule update --remote

许可证

MIT License

开发说明

目录结构

io_gripper_ros/
├── config/              # 配置文件
├── include/io_gripper_ros/  # 头文件
│   ├── gripper_port_resolver.hpp  # 端口解析器
│   └── io_gripper_node.hpp       # 节点类定义
├── src/                 # 源文件
│   ├── gripper_port_resolver.cpp
│   ├── io_gripper_node.cpp
│   └── main.cpp
├── CMakeLists.txt
├── package.xml
└── LICENSE

常见问题

Q: 无法连接设备？

确保串口设备权限正确：

sudo chmod 666 端口+

Q: 配置文件修改后不生效？

通过fix_config服务修改配置文件后需要重新连接。

Q: 子模块更新后编译失败？

尝试重新构建整个工作空间：

rm -rf build/ install/ log/
colcon build --symlink-install

使用 dockerfile 构建（x_64）

sudo docker build \
  --build-arg HTTP_PROXY=    \
  --build-arg HTTPS_PROXY=   \
  --build-arg NO_PROXY=localhost,127.0.0.1 \
  -f container/Containerfile_x64.Dockerfile \
  -t io_gripper_ros:latest .

运行节点

x64：

sudo docker run --rm -it \
  --net=host \
  --ipc=host \
  --privileged \
  -v /dev:/dev \
  io_gripper_ros:latest \
  bash -c "cd /ros2_ws && \
           source /opt/ros/humble/setup.bash && \
           source install_x64/setup.bash && \
           ros2 run io_gripper_ros io_gripper_node \
             --ros-args \
             -r __node:=left_gripper_node \
             -r __ns:=/io_left_gripper \
             -p auto_detect_port:=true \
             -p camera_serial:=G2026061 \
             -p config_name:=new_config.yaml"

arm64版本：

sudo docker run --rm -it \
  --net=host \
  --ipc=host \
  --privileged \
  -v /dev:/dev \
  io_gripper_ros:latest \
  bash -c "cd /ros2_ws && \
           source /opt/ros/humble/setup.bash && \
           source install_arm64/setup.bash && \
           ros2 run io_gripper_ros io_gripper_node \
             --ros-args \
             -r __node:=left_gripper_node \
             -r __ns:=/io_left_gripper \
             -p auto_detect_port:=true \
             -p camera_serial:=G2026061 \
             -p config_name:=new_config.yaml"

Name		Name	Last commit message	Last commit date
Latest commit History 20 Commits
ros2_ws		ros2_ws
.gitignore		.gitignore
.gitmodules		.gitmodules
README.md		README.md

Folders and files

Latest commit

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功能特性

安装说明

1. 克隆项目（包含子模块）

2. 构建项目(在ros2_ws目录下)

3. 更新子模块（如果需要）

使用方法

启动节点

命令说明

服务调用示例

连接设备

初始化夹爪同时开始发布相机图像话题

标定 (只需要标定一次，前提是配对应的配置文件不变)

夹爪语义控制

设置位置

设置速度

设置力矩限制

设置软限位

使能/禁用力矩

抓取物体

紧急停止 通过重新初始恢复

获取状态

扫描舵机 ID

修复配置(修复舵机ID)

启动状态轮询

开启轮询后获取轮询状态 once只获取一次

获取相机图像

获取相机图像设置

停止发布相机图像话题

清理状态 在超过安全限制之后会进入故障状态，通过这里清除但不能清除急停状态

断开连接 并停止相机image发布

话题发布

参数配置

配置文件格式

状态码说明

子模块说明

许可证

开发说明

目录结构

常见问题

Q: 无法连接设备？

Q: 配置文件修改后不生效？

Q: 子模块更新后编译失败？

使用 dockerfile 构建（x_64）

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