OWI 535 Robotic Arm Edge 通信原理及Python控制

OWI 535 Robotic Arm Edge（owi535，owi 535，owi-535）是一套非常流行的五自由度机械臂套件，常见于创客改造与科研用途。

机械臂由USB通信实现控制，每个控制指令由3个字节组成，分别为Byte0，Byte1，Byte2。每个字节控制特定的一部分手臂功能，同时所有的电机（和LED灯）都可以被单独控制。字节中的对应部分处于“00”状态时，一般用于停止对应电机（或LED）动作。

注意：机械臂在得到控制指令后会持续运行，直到接到下一条指令。

字节中的比特位

首先简单定义一下字节中的比特位顺序。一个字节有8个比特位，从低位到高位依次定义为0到7，如下图所示：

Byte0

第一个字节Byte0控制Gripper（抓手）、Shoulder（肩关节电机）、Elbow（肘关节电机）还有Wrist（腕关节电机）。

Byte0的各个比特位从低到高的控制分配如下表所示：

比特位	关节	规则
1, 0	抓手	00-停止移动, 01-闭合, 10-张开
3, 2	腕	00-停止移动, 01-向上移动, 10-向下移动
5, 4	肘	00-停止移动, 01-向上移动, 10-向下移动
7, 6	肩	00-停止移动, 01-向上移动, 10-向下移动

比特位数值的不同组合分别实现了对不同关节电机的控制，各自之间是独立的，所以能够同步控制。

这里向上移动和向下移动可能会有些费解，因为在不同的姿态下“上”和“下”的概念是可以翻转的，所以这里只要简单地理解为控制电机朝两个方向转动就好了。

另外，也可以发现这里是没有“11”组合的。

Byte1

第二个字节Byte1控制Base（基座）。

Byte1的比特位分配如下：

比特位	关节	规则
1, 0	基座	00-停止移动, 01-顺时针转动, 10-逆时针转动

更高位的比特被忽略，不参与机械臂控制。

Byte2

Byte2控制抓手中间的LED灯。

Byte2的比特位分配如下：

比特位	关节	规则
0	LED灯	0-关闭, 1-打开

更高位的比特被忽略，不参与机械臂控制。

通过Python发送控制指令

我整理了一份Python控制代码，封装了上面提到的机械臂基本运动控制指令，本质上是调用Python的usb库来与机械臂进行usb通信，已开源至自己的GitHub仓库。如果有帮助的话欢迎给个star⭐: )