上位机使用说明

欢迎使用 BrainCo Revo3多自由度灵巧手调试工具。本软件是专为 BrainCo Revo3多自由度灵巧手设计的桌面端控制与调试软件，用于实现对灵巧手的连接配置、状态监测、动作控制、参数标定以及固件升级。

🚀 调试与控制工具选择指引

根据您的使用场景与研发背景，我们提供了两种不同的控制与调试工具启动方式：

方式一：下载预编译可视化客户端 (开箱即用，适合常规及非研发场景)

此版本包含更为丰富完整的功能与直观的可视化界面，非常适合用于灵巧手日常演示、状态诊断与非开发场景。

• Windows 版：📥 图形化上位机客户端 (Windows x64) (支持 Windows 10 / 11)
• Linux 版：📥 图形化上位机客户端 (Ubuntu x64) (支持 Ubuntu 20.04 / 22.04)

方式二：源码启动调试工具 (面向开发者及研发调试)

偏底层交互与快速验证开发，适合研发人员在使用 SDK 示例代码开发过程中进行辅助调试，支持 --mock 模拟模式。

您可以通过在 SDK 目录中执行 Python 脚本来启动图形界面：

cd python
pip install -r requirements.txt

# 启动图形化 Qt 调试面板（支持 --mock 模拟运行模式）
python gui/main.py

💡 界面与文档说明范围说明

• 本篇《上位机使用说明》的正文部分（包括下文所述的设备状态监控、手指控制卡片、物理标定等）**均基于【方式一：图形化上位机客户端】**进行编写。
• 【方式二：源码启动调试工具】为 SDK 附带的轻量级研发辅助GUI调试工具。

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📖 一、 软件介绍

1.1 软件概述

本工具主要用于实时监测灵巧手内部各关节电机的数据（包括位置、速度、电流、温度等），并支持向灵巧手下发多种模式的运动控制指令。

1.2 主界面整体布局

1. 顶部标题及快速控制栏：

   • 连接控制（Connect）：点击可打开连接配置界面（选择串口号、波特率、从站 ID），用于建立与灵巧手的通信连接。连接成功后支持一键断开。
   • 快速急停（E-Stop / Restore）：安全控制按钮。在紧急情况下点击可使所有电机下电释放，避免硬件损伤；急停激活后按钮切换为“恢复（Restore）”状态，点击可重新使能电机。
   • 语言切换：支持中文与英文界面的实时无缝切换。

2. 左侧设备状态面板（Hand Status）：

   • 设备静态信息：展示当前连接灵巧手的型号、序列号（SN）、固件版本（FW）和硬件版本（HW）。
   • 系统级运行监控：实时展示手部主控的当前状态（正常/故障）、总工作电流 (mA)、总工作电压 (mV)、总消耗功率 (W) 以及主板温度 (℃)。

3. 右侧主工作区（Core Tabs）：

   • 手指控制（Finger Control）：用于控制各个手指的精细动作及参数限值。
   • 动作序列（Action Sequence）：用于编排、编辑和执行多步关节动作轨迹。
   • 示教模式（Teaching Mode）：实现拖动示教、轨迹录制与回放。
   • 设置（Settings）：系统高级配置、硬件开关控制及物理标定区。

4. 底部日志面板（Log Panel）：

   • 系统日志（System Log）：显示系统运行状态变化、连接过程及异常告警信息。
   • 操作日志（Operation Log）：记录用户在界面上的每一次交互操作，方便追溯历史动作。

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🖐️ 二、 手指控制界面介绍

手指控制页面（Finger Control）是进行日常调试和动作测试的主要工作区，支持分指管理、状态监控、控制模式下发、数据录制以及数据波形分析。

2.1 顶部手指切换与监控频率配置

• 手指切换选择器：软件将 5 个手指分段展示。点击对应按钮（拇指、食指、中指、无名指、小指）可切换下方显示的关节卡片：

2.2 电机信息与控制卡片（Motor Info Card）

界面中部以卡片形式展示当前手指的各个关节，每个卡片分为三个主要功能区：

NOTE

电机卡片主要分为状态监控、限制参数配置与实时控制下发三个部分。

1. 实时状态监控区

• 关节标识：如“拇指 DIP 关节 J18”，右上角指示灯代表该关节电机是否在线。
• 状态与故障诊断：显示该关节电机的独立 SN 码，以及当前故障诊断（“无”或输出故障代码）。
• 实时数据反馈：
  • 位置：电机的当前真实物理角度（deg°）。
  • 速度：电机的当前真实转速（rpm）。
  • 电流：电机的实时工作电流（mA）。
  • 温度：电机的当前真实温度（℃）。

2. 配置极限参数编辑区（限值锁定）

支持点击右侧“锁定/解锁”图标解锁编辑。用户可在此配置每个电机的物理极限阈值，以实现安全限制：

• 最小位置 / 最大位置 (deg°)：物理行程的最小和最大软限位。
• 最大速度 (rpm)：允许电机运动的最大限速。
• 持续电流 (mA)：触发电流保护的持续电流限制。
• 配置参数后，需点击页面下方的“应用参数（Apply Params）”按钮才能将修改批量保存并生效。

3. 实时控制下发区

支持多种控制模式的实时滑动与微调下发。在模式下拉菜单中，用户可选择以下核心控制机制：

控制模式 (Mode)	所需配置参数	适用场景与控制机制
MIT控制模式(MIT)	目标位置 (pos)、目标速度 (vel)、Kp、Kd、前馈扭矩 (torque)	高级力矩/阻抗控制模式。
电流(CURRENT)	目标工作电流滑条	直接进行电流闭环控制。

• 实时滑条控制：在任意控制模式下，拖动对应的物理滑条或微调输入框，软件会自动下发指令，使手部关节产生即时的动作响应。

2.3 底部交互与高阶调试功能

• 张开（Open）：一键将当前选中手指的所有关节复位到 0° 位置，手指迅速呈舒张展开态。
• 实时波形（Waveform）：弹出独立的多通道实时动态数据波形窗口，以图表形式动态绘制该手指各关节电机的实际位置、实际速度与实际电流变化曲线。
• 捕获到序列（Capture to Sequence）：在调试出满意的灵巧手手势后，点击此键可将所有 21 个电机的真实物理角度数据“捕获”，并作为新步骤直接插入到“动作序列”页面中。
• 应用参数（Apply Params）：一键批量写入并同步所有已解锁编辑卡片上的限值配置参数，并将当前设置的控制参数组合打包下发。
• 数据高频录制（Start/Stop Record）：
  • 支持一键开启 数据录制。系统在后台将电机的实时数据（时间戳、位置、速度、电流、温湿度、状态码等）写入到本地 CSV 格式文件中。
  • 录制期间实时显示状态。点击停止后，自动保存文件。
• 数据可视化（Visualize）：点击可直接导入并查看本地录制的数据包，自动生成波形图并支持回放分析。

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⚙️ 三、 设置页面（Settings）

设置页面（Settings）提供了系统级的参数管理、硬件通信配置、精细的传感器标定、出厂复位以及固件升级功能。

3.1 设备信息与主站 ID 配置

• 设备 ID 设置：显示并修改当前的 Modbus 从站 ID（范围为 1 至 247）。输入后点击右侧“应用”，可重新配置灵巧手的总线寻址地址。
• 刷新（Refresh）：一键重新读取当前所有开关状态、电流设定及限位数值，更新页面的显示。
• SN 设置（SN）：在管理员模式下，用户可在此直接修改和写入电机的 17 位独立 SN 序列号。

3.3 系统级硬件开关控制 (Switch Controls)

提供了开关控制，用于开启或关闭灵巧手的底层硬件模块：

1. 蜂鸣器开关（Buzzer）：开启/关闭主控板的声响警报提示。
2. 振动电机开关（Vibration Motor）：控制手部振动提示电机的启闭。
3. 触摸屏开关（Touch Screen）：若灵巧手硬件配有状态显示触摸屏，可用此开关控制屏幕显示面板的供电与启闭。
4. 开机自动校准开关（Auto Calibrate on Boot）：是否在每次系统重新上电时，自动执行关节的物理寻零和传感器对中校准。
5. 广播 ID 开关（Broadcast ID）：是否响应 Modbus 广播指令寻址。
6. 电机故障自动清除开关（Auto-reset motor faults）：启用后，若电机发生过流、堵转等非致命临时故障，系统会自动尝试清除故障状态并恢复运动，无需手动频繁点击清除。

3.4 通信配置 (Communication)

• RS485 波特率设置：在下拉菜单中选择系统总线的物理波特率。应用修改后通信参数会自动保存，保证下一次开启软件时自动使用最新的通信波特率。

3.5 全局保护电流配置 (Global Current Config)

• 最大持续电流限制：设置手部所有关节电机的全局最大持续电流安全阈值。能够有效防止由于动作阻力过大导致电机发热烧毁，为灵巧手提供安全防护。

3.6 核心系统动作指令与标定调试 (Actions)

此区域包含多个系统级控制与传感器标定调试按钮：

1. 设置零位和偏置参数 (Set Zero/Offset)

点击按钮可弹出专用的零位标定对话框：

• 物理寻零安全须知：

  CAUTION

  在进行零位设置前，请务必遵守以下操作流程：

  1. 先断开/释放电机使能，使手指各关节可以被手动自由拨动。
  2. 手动将灵巧手的手指调整摆放至期望的物理 0° 绝对参考姿态。
  3. 重新使能/锁定电机，确保手势完全固定。
  4. 点击对话框中的 【设置零位 (Set Zero)】 按钮，弹出二次确认后点击确认，即可将当前手势记录为灵巧手的绝对零点位置。
• 偏置参数微调表： 对话框中展示了当前 21 个电机（M1 - M21）的详细偏置参数列表。用户可在此以 0.01° 的高精度微调每个电机角度的偏置值（Offset deg°）。
  • 设置偏移量 (Set Offset)：将表格中配置的微调偏置参数批量写入灵巧手。
  • 读取偏移量 (Read Offsets)：从手部读取当前已存储的传感器偏置数据，并反填回微调表中。

2. 其他系统级物理校准与重启

• 恢复手指默认参数（Finger Reset Default）：将手部电机的各项控制参数重置为系统出厂预设值。
• 手指位置校准（Finger Position Cal.）：命令系统自动对手指的物理限位位置进行对齐标定。
• 电流传感器校准（Current Calibrate）：对所有 21 个电机的电流传感器执行零位偏置校准，消除零飘，提升控制精度。
• 清除电机故障（Clear Motor Error）：若电机发生过流或保护关断，点击此键向所有电机广播“清除故障状态”指令，使电机重新进入正常待机状态。
• 恢复出厂设置（Factory Reset）：将系统参数彻底恢复到出厂时的初始状态。
• 软件重启（Software Restart）：控制系统执行软件复位并重新引导（系统重启期间后台监听将自动挂起，并在重启成功后自动恢复状态刷新）。

3.7 固件升级 (Firmware Update - OTA)

• 固件升级（OTA）：点击后弹出固件升级对话框。用户可在本地选择新的升级固件包进行升级