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第 5 课 · 夹爪与执行器

这一课学什么？​

这一课开始把 CoCube 从“会移动的平台”推进到“会执行动作的机器人”。

夹爪课最关键的不是某一个函数，而是动作顺序：

  • 先张开
  • 再靠近
  • 然后闭合
  • 最后搬运和放下

夹爪模块

夹爪搬运示意

学习目标​

  • 会给扩展模块上电
  • 会控制夹爪张开、闭合和指定角度
  • 会把移动和夹爪动作组合成一个简单任务
  • 理解执行器和传感器的角色差别

用到的硬件和功能​

这一课需要接入夹爪模块。

会用到的接口主要有：

  • cm.power_on()：给扩展模块上电。夹爪、ToF、语音这类外设在读取或控制前都建议先上电。
  • cm.gripper_open()：让夹爪张到接近全开。
  • cm.gripper_close()：让夹爪收到接近全闭。
  • cm.gripper_degree(degree)：按角度控制夹爪。degree 范围是 0~70；数值越小越接近张开，数值越大越接近闭合。
  • cm.gripper_stop()：停止夹爪动作，适合在测试角度后让夹爪停在当前位置。
  • cocube.move_ms(direction, speed, ms)：配合夹爪做时间控制搬运。direction 取 cocube.FORWARD / cocube.BACKWARD；speed 是底盘速度；ms 是移动时长。
  • cocube.move_to(x, y, speed=40)：配合夹爪做坐标搬运。x / y 是目标坐标；speed 是移动速度。

先认识这个能力​

传感器负责读取外界，执行器负责改变外界。
夹爪就是最典型的执行器之一。

写夹爪程序时，先记住一条简单规律：

  • 顺序通常比参数更重要

如果顺序错了，即使每个函数都写对，也很难抓稳目标。

开始编程​

1. 先测试夹爪本身动作​

import time
import cocube
import cocube_module as cm

cm.power_on()

cm.gripper_open()
time.sleep_ms(800)

cm.gripper_degree(35)
time.sleep_ms(800)

cm.gripper_close()
time.sleep_ms(800)

cm.gripper_stop()

先观察这三种状态：

  • 全开时夹爪有多大
  • 中间角度适不适合夹住小物件
  • 全闭时是否能稳定夹紧

2. 用移动和夹爪做一个最小搬运动作​

import time
import cocube
import cocube_module as cm

cm.power_on()

cm.gripper_open()
time.sleep_ms(600)

cocube.move_ms(cocube.FORWARD, 25, 900)
time.sleep_ms(200)

cm.gripper_close()
time.sleep_ms(800)

cocube.move_ms(cocube.BACKWARD, 25, 900)
time.sleep_ms(200)

cm.gripper_stop()
cocube.brake()

这段程序的节奏很清楚：

  1. 先张开
  2. 再靠近
  3. 然后夹住
  4. 最后撤回

3. 再往前一步：按坐标搬运​

如果上一课的位置控制已经跑通，可以继续试一个“从抓取点到投放点”的版本。

import time
import cocube
import cocube_module as cm

cm.power_on()
cm.gripper_open()
time.sleep_ms(500)

if cocube.pos.state:
    cocube.move_to(100, 120, 35)
    time.sleep_ms(200)
    cm.gripper_close()
    time.sleep_ms(700)
    cocube.move_to(200, 150, 35)
    time.sleep_ms(200)
    cm.gripper_open()
    time.sleep_ms(500)
else:
    print("定位无效，请把 CoCube 放到定位垫上")

运行时观察什么​

运行夹爪程序时，重点看这些现象：

  • 夹爪张开角度够不够大
  • 靠近目标时速度会不会太快
  • 闭合之后，目标会不会立刻滑掉
  • 放下前是否已经到达合适位置

常见问题 / 使用提醒​

  • 抓不稳时，先调顺序，再调角度和速度
  • 不要刚闭合就立刻后退，给夹爪一点稳定时间
  • 用时间控制搬运时，目标位置最好固定
  • 如果要做更稳定的运输，优先用坐标移动而不是纯时间控制

挑战一下​

给自己设定一个完整的小任务：

  1. 从 A 点拿起一个小物件
  2. 运到 B 点
  3. 放下后退回安全区

如果想继续升级，可以再加一层：

  • 搬运过程中在屏幕上显示当前状态
  • 用坐标控制路线，而不是只用时间

快速参考​

这一课最常用的写法是：

import cocube_module as cm

cm.power_on()
cm.gripper_open()
cm.gripper_close()
cm.gripper_degree(35)
  • cm.gripper_open()：张开夹爪
  • cm.gripper_close()：闭合夹爪
  • cm.gripper_degree(...)：设置夹爪角度
  • cm.gripper_stop()：停止夹爪动作
  • cm.power_on()：打开扩展模块电源

如果想继续查外设接口，可以查看 cocube_module 快速参考。