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导读

本文以 PX4 v1.18 中新增的 DroneCAN 电永磁抓取器（EPM）支持为主线，完整讲解如何将 Zubax FluxGrip FG40 通过 DroneCAN（CAN 总线）接入 PX4 飞控：从固件配置、硬件接线、QGroundControl 参数设置，到基于 MAVLink Shell 的状态验证与抓取/释放测试，并深入源码级调用链（payload_deliverer模块与uavcan驱动中的 hardpoint 转发逻辑）。读完本文，你将能够在 PX4 上独立完成一套 DroneCAN EPM 抓取器的接线、编译、配置、调试与排障，并理解其底层命令流转机制。

什么是电永磁抓取器（EPM）

电永磁抓取器（Electro-Permanent Magnet，EPM）与传统电磁铁的关键区别在于：它只需一个短暂的电流脉冲即可切换自身的磁化状态（吸合/释放），在持有载荷的整个过程中不持续耗电。这意味着无人机在执行投递任务时，抓取器本身几乎不增加持续功耗负担，电池续航与发热表现都优于持续通电的电磁铁方案。

PX4 通过 Grippers 总览 支持多类抓取器，其中DroneCAN EPM一类即由本文的 FluxGrip 方案覆盖（其余为 PWM 舵机抓取器与 MAVLink 抓取器）。抓取器既可以在投递任务（Payload Delivery Mission）中自动触发，也可以通过 QGroundControl 的摇杆按键或 MAVLink 命令手动操作。

本文所描述的这套配置已在 Holybro Pixhawk 6X Pro 与 FluxGrip 固件502e1f5上验证通过。产品专属的接口定义、电源要求与运行限制请以 FluxGrip 官方硬件文档为准。

PX4 固件支持与编译

DroneCAN EPM 支持自PX4 v1.18起引入，这是首个通过DroneCAN hardpoint 消息（uavcan.equipment.hardpoint）转发抓取器命令的 PX4 版本。

固件裁剪要求

飞控固件必须同时包含以下两个模块（且板卡本身支持 CAN）：

CONFIG_DRIVERS_UAVCAN=y CONFIG_MODULES_PAYLOAD_DELIVERER=y

你可以在boards/<vendor>/<board>/目录下的default.px4board文件中检查或添加这两项，也可以使用 PX4 板卡配置工具（menuconfig） 进行图形化配置。例如 Pixhawk 6X 系列板卡的配置位于 boards/px4/fmu-v6x 下，其中对应.px4board文件即存放这些开关。

编译与烧录

配置完成后，参考构建 PX4 与烧录固件的完整流程。对于 FMUv6X 飞控，命令如下（请将px4_fmu-v6x_default替换为你所用飞控的构建目标，例如 boards/px4/fmu-v5 对应的px4_fmu-v5_default）：

git submodule update --init --recursive make px4_fmu-v6x_default make px4_fmu-v6x_default upload

底层模块与命令流转（源码解读）

理解命令如何在固件内部流转，有助于后续排障。从源码结构看，抓取器命令的流转分为两层：

1. payload_deliverer模块（src/modules/payload_deliverer/payload_deliverer.cpp）接收外部MAV_CMD_DO_GRIPPER车辆命令，校验后通过内部 uORB 发布gripper_s抓取器命令；
2. uavcan驱动（src/drivers/uavcan/actuators/hardpoint.cpp）订阅车辆命令，当收到VEHICLE_CMD_DO_GRIPPER时，将param1（hardpoint ID）与param2（动作）填入 hardpoint 消息，并按固定周期广播到 CAN 总线：

if (vehicle_command.command == vehicle_command_s::VEHICLE_CMD_DO_GRIPPER) { _cmd.hardpoint_id = vehicle_command.param1; _cmd.command = vehicle_command.param2; _next_publish_time = 0; }

FluxGrip 收到该 hardpoint 消息后，执行对应的磁化脉冲切换动作。这条链路也解释了为什么 DroneCAN EPM不需要映射任何飞控执行机构输出——命令完全走 CAN 总线而非 PWM 通道。

硬件接线

::: warning FluxGrip 在切换磁化状态瞬间会短暂拉取较大电流。仅用于测试时，可以临时从飞控电源轨取电，但前提是该电源轨满足 FluxGrip 的电压与电流要求；正常作业时，请为 EPM 使用独立、合适的电源，以降低飞控电源轨的负载并改善切换性能。电压、电流与布线要求请严格遵循 FluxGrip 官方硬件文档。 :::

接线步骤如下：

1. 将 FluxGrip 连接到飞控的CAN1端口；
2. 将 FluxGrip 连接到其专用电源；
3. 按 CAN 布线规范 检查 CAN 总线接线与终端电阻（termination）；
4. 为飞控与 FluxGrip 上电。

当通信正常时，FluxGrip 左侧的 CAN LED 常亮，其相邻的另一个 CAN LED 呈闪烁状态，即表示设备已在总线上被识别。

PX4 参数配置

在 QGroundControl 中设置以下参数，然后重启飞控：

| 参数 | 值 | 说明 | | ---- | -- | ---- | | UAVCAN_ENABLE |Sensors Automatic Config（2） | 启用 DroneCAN 与动态节点分配；若载具同时使用 DroneCAN ESC，则改为3| | UAVCAN_BITRATE |1000000| 将 CAN 总线波特率设为 1 Mbit/s | | PD_GRIPPER_TYPE |Binary Grab/Release（0） | 启用 EPM 所需的二进制抓取/释放抓取器接口 |

::: info 通过 DroneCAN 控制 EPM 时不需要映射飞控的某个执行机构输出，也不需要任何 DroneCAN 订阅/发布参数（UAVCAN_SUB_*、UAVCAN_PUB_*、CANNODE_SUB_*、CANNODE_PUB_*）。只要启用 DroneCAN，PX4 便会自动发布 hardpoint 命令。 :::

参数底层实现（源码解读）

PD_GRIPPER_TYPE与超时参数定义于 src/modules/payload_deliverer/module.yaml：

• PD_GRIPPER_TYPE：枚举型，取值为-1（Undefined，未定义）或0（Binary Grab/Release，二进制抓取/释放），默认值0。在 payload_deliverer.cpp 的configure_gripper()中，该参数被转换为GripperConfig::GripperType::GRAB_RELEASE，并据此初始化抓取器实例；
• PD_GRIPPER_TO：抓取器动作确认超时（单位秒，默认1）。当抓取器没有反馈传感器时，模块在等待该时间后即认为动作成功并发布VehicleCommandAck。建议在 Grippers 总览 的“Gripper Actuation Timeout”一节指导下，实测抓取器开合耗时后设置。

状态机与超时判定（源码解读）

在 src/modules/payload_deliverer/gripper.cpp 中，抓取器维护IDLE / GRABBING / GRABBED / RELEASING / RELEASED五态状态机。由于当前版本尚不支持反馈传感器（GripperSensorType::NONE），状态迁移完全依赖超时：命令发出后，若在PD_GRIPPER_TO时间内未收到反馈（实际即超时到点），即认为抓取/释放成功，并置位一次性读取标志grabbed_read_once()/released_read_once()，由 payload_deliverer.cpp 发出VEHICLE_CMD_RESULT_ACCEPTED应答。这也解释了为什么投递任务中需要合理设置超时——它决定了任务流程能否按预期继续。

测试抓取器

::: warning 测试前请拆除螺旋桨并固定载具。投递模块（payload deliverer）启动时会将抓取器命令为 grab（抓取）状态，因此 EPM 在启动阶段就会磁化吸合——务必确保现场安全。 :::

在 QGroundControl 中打开 MAVLink Shell，先验证 DroneCAN 驱动与投递模块正在运行：

uavcan status payload_deliverer status

然后分别测试两种抓取器状态：

# 释放载荷（消磁，磁铁关闭） payload_deliverer gripper_open # 抓取载荷（励磁，磁铁打开） payload_deliverer gripper_close

命令语义与应答机制（源码解读）

从 payload_deliverer.cpp 可以看到，gripper_open/gripper_close分别发布GRIPPER_ACTION_RELEASE与GRIPPER_ACTION_GRAB的MAV_CMD_DO_GRIPPER车辆命令，对应 hardpoint ID0：释放命令动作为0，抓取命令动作为1。

同时该模块对每条命令执行严格的应答管理（handle_vehicle_command）：

• 若当前正在执行与前一条冲突的动作，新命令会使旧命令被标记为CANCELLED；
• 若收到相同动作的命令，则临时拒绝（TEMPORARILY_REJECTED）；
• 动作执行中回IN_PROGRESS（附带result_param1 = UINT8_MAX表示进度），完成后回ACCEPTED；
• 非法动作则回DENIED。

这套机制保证了任务投递流程（如投递任务）能获得明确的抓取/释放完成确认。测试通过后，EPM 即可通过 Grippers 总览 中描述的任何方式操作（任务自动触发、摇杆按键、MAVLink 命令）。

LED 状态指示

FluxGrip 上位于 CAN LED 右侧的Magnet LED（磁铁指示灯）用于指示 EPM 状态：

若 Magnet LED快速闪烁，说明 FluxGrip 磁化失败。请检查电源与接线；若问题持续存在，请联系 Zubax 官方支持。

故障排查

若 FluxGrip 无响应，按以下顺序排查：

1. 运行uavcan status，确认 DroneCAN 驱动正在运行且 FluxGrip 在总线上可见；
2. 检查UAVCAN_ENABLE与UAVCAN_BITRATE是否按上文设置；
3. 检查 CAN 接线、总线终端电阻以及 EPM 电源；
4. 运行payload_deliverer status，确认抓取器有效（输出中Gripper valid: True）；
5. 若payload_deliverer不可用，说明固件未包含投递模块，请重新编译并启用CONFIG_MODULES_PAYLOAD_DELIVERER=y。

延伸阅读

• Grippers（抓取器总览）：抓取器类型、摇杆配置、PD_GRIPPER_TO与MIS_COMMAND_TOUT的设置方法
• DroneCAN：DroneCAN 协议、动态节点分配与 CAN 布线
• 投递任务（Package Delivery Mission）：在任务中自动触发抓取与释放
• MAVLink Shell：使用飞行控制台执行上述测试命令
• 相关源码：src/modules/payload_deliverer、src/drivers/uavcan/actuators/hardpoint.cpp、src/modules/payload_deliverer/module.yaml

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