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RT Components for Multiple Dynamixels

Dynamixel用RTコンポーネント

大阪電気通信大学
澤崎 悠太，升谷 保博
2019年11月23日

はじめに

• ROBOTIS社のロボットアクチェータDynamixel複数台とUSBと介して接続し，入力された位置と速度の指令をアクチュエータへ送ったり，アクチェータから取得した現在位置を出力したりするRTコンポーネントです．
• 以下の環境で開発，動作確認しています．
  • Dynamixel AX-12, XL-320, XM-430
  • Windows 10 64bit版
  • Visual Studio 2015
  • OpenRTM-aist 1.2.0 64bit版
  • DynamixelSDK 3.7
• 同じ種類のDynamixelが同じバスに任意個数接続されており，それらのIDが1から個数まで1刻みで付けられていることを前提にしています．

仕様

入力ポート

• goalPosition
  • 型: RTC::TimedUShortSeq
  • 概要： DynamixelsのControl TableのGoal Positionに設定する値
• movingSpeed
  • 型: RTC::TimedUShortSeq
  • 概要： DynamixelsのControl TableのMoving SpeedまたはProfile Velocityに設定する値
• pGain
  • 型： RTC::TimedUShortSeq
  • 概要： DynamixelsのControl TableのCompliance SlopeまたはP GainまたはPosition P Gainに設定する値．0の場合は特別にトルクオフにする．

出力ポート

• presentPosition
  • 型: RTC::TimedUShortSeq
  • 概要： DynamixelsのControl TableのPresent Positionから読み出した値
• moving
  • 型: RTC::TimedUShortSeq
  • 概要： DynamixelsのControl TableのMovingから読み出した値．エラーが起きている場合はそれも表す．

コンフィギュレーション

• NUM_ACTUATOR
  • 型: short
  • 概要： アクチュエータの数
• DEVICENAME
  • 型: string
  • 概要： Dynamixelと通信するためのシリアルポートの名前
• BAUDRATE
  • 型: int
  • 概要： 通信速度 [bps]
• MODEL
  • 型: string
  • 概要： アクチュエータの種類（AX12またはXL320またはXM430）
• initialPositionString
  • 型: string
  • 概要： 初期位置．空白で区切った複数の数値の文字列を与えることができる．例：NUM_ACTUATOR = 5の場合，10ならば，10,10,10,10,10が設定され，10 20 30ならば，10,20,30,30,30が設定される．
• initialSpeedString
  • 型: string
  • 概要： 初期速度．空白で区切った複数の数値の文字列を与えることができる．例：NUM_ACTUATOR = 5の場合，10ならば，10,10,10,10,10が設定され，10 20 30ならば，10,20,30,30,30が設定される．

インストール

• OpenRTM-aist 1.2.0をインストール．
• DynamixelSDKをインストール．
  • GitHubのDynamixelSDKリポジトリをクローン
  • DynamixelSDK\c++\build\win64\dxl_x64_cpp.sln を開いてReleaseでビルド
  • DynamixelSDK\c++\build\win64\outputの内容を例えばC:\Program Files\DynamixelSDK\libへコピー
  • DynamixelSDK\c++\include\dynamixel_sdkの内容を例えばC:\Program Files\DynamixelSDK\includeへコピー
  • DynamixelSDKのヘッダファイルとライブラリを適切な場所にインストールする．例えば，
  • DLLファイルのインストールされたディレクトリのパス（C:\Program Files\DynamixelSDK\lib）を環境変数のPathの並びに追加する．
• Dynamixelをクローンかダウンロードする．
• CMake
  • ビルドディレクトリはトップ直下のbuild
  • ConfigureはVisual Studio 64bit
  • キャッシュ変数のDYNAMIXELSDK_DIRにDynamixelSDKをインストールしたディレクトリを設定する．
  • キャッシュ変数のDYNAMIXELSDK_LIBRARIESにDynamixelSDKのファイル名を設定する．
• build\Dynamixel.slnをVisual Studioで開く．
• ビルド

使い方

• DynamixelをUSB2Dynamixelなどを介してPCのUSBポートに接続する．
• Windowsのデバイスマネージャーの設定で，対応するUSB Serial PortのプロパティでLatency Timeを最小の1(msec)に変更する．
• RTCのコンフィギュレーションで，アクチュエータの数，シリアルポート名，通信速度，モデル，初期位置，初期速度を変更できる．
• アクティベートすると設定した初期速度で設定した初期位置へ移動する．
• ディアクティベートしても安全のためトルクはオフにならない．
• 過大トルクなどでアラームシャットダウン（脱力）に陥ると，コンポーネントがエラー状態へ遷移する．
• エラーをリセットすると，トルクオフし，電源を入れ直さなくても再び使えるようになる．
• TkInterを使ったPythonのRTコンポーネントと組み合わせてテストできるようにしている．
  • TestDynamixel.bat: AX-12とXL-320のテスト用バッチファイル
  • TestDynamixelXM430.bat: XM-430のテスト用バッチファイル

既知の問題・TODO

• モデルはAX12とXL320とXM430にしか対応していない．
• 複数種類のアクチェータを接続することは想定していない．
• IDは1から始まる連続した値であること想定している．