锚定跨境商贸场景，实现搬运、分拣、推移、人机交接、堆叠多任务轨迹复现
现有机器人训练数据大多聚焦单一工业任务，缺少结合跨境商贸真实业务场景的多任务成套数据集。本研究立足于东南亚跨境小件物流应用背景，基于真机完成5类梯度作业任务，同时对比原始示教轨迹与分段滤波预处理轨迹的复现效果；数据集兼顾机器人工程实验与跨文化人机交互仿真研究，打通工程样机与区域经贸研究的数据链路。
余汶珈
1. 实验前置硬件检查：确认主从机械臂供电、驱动器、通信链路正常；确认视觉/人体检测传感器供电、数据输出正常；确认急停硬件按钮物理功能有效，紧急触发后可以切断运动输出。
2. 整机上电自检流程：控制系统初始化，主从臂执行关节回零标定，消除关节角度累积漂移；执行夹爪全行程开合标定，记录夹爪最大张开阈值、夹紧闭合阈值，修正夹爪零点偏移；读取传感器基线，完成人体检测模块背景校准，消除环境光照带来的误检测。
3. 工位与物料布置：人工按照对应任务的标准初始构型完成物料摆放，使用定位标尺辅助对齐物料位置；检查工作台面无碎屑、异物，核查机械臂全部运动路径，预判并排除潜在碰撞干涉区域。
4. 轨迹模式选择：交替选择A组原始示教轨迹或者B组分段低通滤波+关键点锚定预处理轨迹，记录本轮使用的轨迹类型编号；A组直接回放人工采集原始轨迹，不施加滤波处理；B组运动过渡区段采用强低通滤波消除人手示教抖动，抓取点、投放点、接触交互关键点采用弱滤波搭配坐标锚定，规避滤波带来的目标点位偏移。
5. 开启数据记录：开启机械臂关节时序轨迹记录，启动多角度实验视频录制，同步记录传感器输出数据流。
初始布局：红色方块放置工作台左侧起始工位，右侧划定固定矩形目标投放区域；区分抓取安全高度、转运避障高度、投放接近高度。
[视频](https://cdn.lunlunapp.com/sbp/projects/5f690081-9b35-42eb-8c49-896c2e0078c7/files/video/b10bb8793c5d46eeb8a291c0a45ae802.mp4)
6\. 机械臂从标定完成的待机零位启动，关节按照选定轨迹平滑运动，抵达方块上方抓取安全高度；该高度高于方块顶面，避免末端直接撞击物料；末端姿态调整为垂直向下，夹爪预先张开至大于方块外形尺寸。\
7. 末端以低速垂直下降至预设抓取关键点坐标；到达点位后夹爪执行闭合夹紧动作，控制系统读取夹爪力矩反馈，确认已经可靠夹持方块；若力矩未达到夹持阈值，本轮判定抓取失效。\
8. 确认夹持完成后，末端竖直抬升至转运避障高度，该高度高于工作台全部工位障碍物，保证转运全程物料不会剐蹭工作台表面。\
9. 机械臂沿轨迹做空间转运运动，保持末端姿态竖直向下，将物料整体移动至右侧目标投放区域正上方。\
10.到达投放区域上方后，末端减速下降至投放接近高度，距离目标工作台面保留微小安全间隙。\
11.夹爪执行张开释放动作，物料自由落至目标区域；释放完成后短暂延时，保证物料完全脱离夹爪。\
12.夹爪维持张开状态，末端向上抬升回到抓取安全高度，之后机械臂沿规划轨迹回到待机零位，关节停留在零位姿态，本轮动作序列结束。\
13.实验结果判读：人工核查物料位置与状态，判定本轮成功或者失败，记录故障现象与故障发生动作阶段。\
14.一轮结束复位：将红色方块恢复至左侧标准起始工位；如果出现物料磕碰、夹爪位置偏移，复核夹爪标定状态。\
15.周期标定：每累计完成10次完整有效复现，强制执行整机关节回零与夹爪标定，再开展后续实验。\
16.样本归档：保存本轮轨迹时序文件、视频片段、实验元数据，包含轨迹类型编号、实验结果、故障备注。\
17.循环执行步骤6‑16，直至完成全部35组标准化复现实验。
初始布局：工作台左侧设置1‑2‑3‑4四个标准化物料点位，按照6套构型摆放2个红色正方体、2个灰色正方体方块；右侧上方R为红色物料投放区，下方G为灰色物料投放区；抓取点位、投放点位执行关键点坐标锚定；设置抓取安全高度、跨工位转运高度、料盒接近投放高度；机械臂严格按照1→2→3→4点位时序作业。\
构型1：上方两个红色方块，下方两个灰色方块
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构型2：左上、右下红色方块；右上、左下灰色方块
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构型3：左侧两个灰色方块，右侧两个红色方块
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构型4：左侧全部红色方块，右侧全部灰色方块
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构型5：左上、右下灰色方块；右上、左下红色方块
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构型6：上方两个灰色方块，下方两个红色方块
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18.按照选定构型完成左侧1‑2‑3‑4工位方块摆放，确认右侧R、G投放区域无遮挡，完成工位布置。\
19.机械臂处于待机零位，夹爪张开至预设开度，运动至1号物料点位上方抓取安全高度，末端姿态垂直向下。\
20.末端低速垂直下降至1号点位抓取关键点；夹爪闭合，读取夹爪力矩信号，确认方块被可靠夹持。\
21.竖直抬升至跨工位转运高度，保证物料高于工作台所有方块，避免运动途中与其余物料发生碰撞干涉。\
22.读取方块颜色识别结果：若为红色，机械臂运动至右侧R投放区正上方；若为灰色，机械臂运动至右侧G投放区正上方。\
23.末端减速下降至料盒投放接近高度，将方块置于料盒内部空间；夹爪张开释放物料，设置延时等待物料完全落位。\
24.夹爪维持张开，抬升至料盒上方安全高度。\
25.机械臂移动至2号物料点位上方抓取安全高度，完整重复步骤20‑24的抓取‑抬升‑颜色判别‑投放流程；依次完成3号点位、4号点位的整套作业。\
26.四块方块全部完成分拣投放之后，机械臂抬升至全局安全高度，返回待机零位，本轮动作序列结束。\
27.实验结果判读：人工核查全部方块投放位置，判定本轮成功或者失败，记录抓取失效、投放偏移、物料掉落、颜色错放等故障现象。\
28.一轮结束复位：将方块恢复为本轮对应构型的标准初始摆放；物料移位倾倒时手动摆正。\
29.周期标定：每累计完成10组有效复现，执行整机关节回零以及夹爪标定。\
30.样本归档：保存本轮轨迹时序文件、视频片段、实验元数据，包含构型编号、轨迹类型编号、实验结果、故障备注。\
31.循环步骤19‑30，完成当前构型的10组实验；更换下一套构型，重复步骤18‑30，直到6套构型全部完成，累计60组实验。
初始布局：工作台设置上方、下方两处红色空心投放框；红色正方体放置工作台最右侧，两个金色长方体分别布置工作台左右两侧初始位置；抓取、投放关键点坐标锚定；推移接触段禁用强滤波，保留末端接触姿态；区分抓取安全高度、转运避障高度、投放接近高度；推移阶段启用低速模式，严格控制末端进给速度，防止推力突变。
32.确认物料恢复标准初始布局，两处红色空心框位置固定，工作台无多余杂物。\
33.机械臂从待机零位运动至左侧金色长方体上方抓取安全高度，夹爪预先张开，末端姿态垂直向下。\
34.末端低速下降至抓取关键点，夹爪闭合，读取夹爪力矩确认长方体被牢固夹持。\
35.竖直抬升至转运避障高度，移动至下方红色空心投放框正上方。\
36.末端下降至投放接近高度，夹爪张开释放金色长方体，延时保证物料落位；夹爪张开抬升离开物料。\
37.机械臂运动至右侧金色长方体上方抓取安全高度，下降执行抓取；力矩确认夹持可靠后抬升至转运避障高度。\
38.移动至上方红色空心投放框正上方，下降至投放接近高度，夹爪张开释放，完成第二个长方体摆放；抬升末端离开投放区域。\
39.机械臂调整末端姿态，使机械臂侧部平面正对右侧红色正方体的右侧立面；末端缓慢水平靠近物料，实现面接触，不发生夹持；末端Z轴高度略高于工作台面，避免末端剐蹭工作台。\
40.末端以预设低速执行水平向左进给运动，依靠接触推力推动红色正方体平稳平移，直至红色正方体进入两个金色长方体中间目标间隙；到达推移终止关键点坐标后停止进给。\
41.末端水平向右小幅退离红色正方体，解除物体接触；末端抬升至安全高度，机械臂返回待机零位，本轮动作序列结束。\
42.实验结果判读：核查长方体投放位置以及红色正方体推移就位状态，记录抓取滑脱、投放偏移、推移超位、物料滑移倾倒等故障。\
43.一轮结束复位：将全部物料恢复任务标准初始摆放位置。\
44.周期标定：每累计完成10次完整有效复现，强制执行整机关节回零与夹爪标定。\
45.样本归档：保存本轮轨迹时序文件、视频片段、实验元数据，包含轨迹类型编号、实验结果、故障备注。\
46.循环步骤32‑45开展多组实物复现实验。
初始布局：红色方块放置固定抓取工位，工作台前方设置人机信号检测区域；具备“人手伸出”“人手撤回”双路信号检测逻辑；抓取点位、人机交互递送点位关键点锚定；区分抓取安全高度、转运避障高度、人手上方递送接近高度；向人手递送全程限制最大运动速度。
[视频](https://cdn.lunlunapp.com/sbp/projects/5f690081-9b35-42eb-8c49-896c2e0078c7/files/video/9b41b52556e144da97491b7a337884df.mp4)
47.人工将红色方块放置抓取起始工位，确认人机检测区域无遮挡。\
48.机械臂保持在待机零位，夹爪张开；控制系统持续循环读取人体检测模块输出信号，整机关节全部锁止保持静止，进入待机监听状态。\
49.持续判断检测信号：若无“人手伸出”有效信号，持续维持监听状态，不执行任何运动输出。\
50.当检测模块输出稳定有效的人手伸出触发信号，启动作业序列。\
51.机械臂运动至红色方块上方抓取安全高度，末端垂直向下，夹爪张开。\
52.末端低速下降至抓取关键点；夹爪闭合夹紧方块，读取夹爪力矩反馈，确认夹持可靠。\
53.抬升至转运避障高度，沿示教轨迹向人机交互区域运动；全程限制运动速度，保障交互安全性。\
54.到达人机交互递送点位上方，下降至人手上方递送接近高度，将方块移动至人手手掌可承接位置。\
55.夹爪张开释放方块，设置足够延时，保证方块平稳落于人手掌中，完成物品交接。\
56.夹爪维持张开状态，末端停留在交互点位附近，不直接回零；系统持续采集传感器信号，判断人手状态。\
57.分支一：检测到稳定“人手撤回”信号；机械臂末端抬升至安全高度，沿示教轨迹回到待机零位，重新回到待机监听模式。\
58.分支二：人手持续处于伸出状态，传感器没有输出撤回信号；机械臂保持当前位置姿态，维持等待，不执行复位回零。\
59.实验过程若触发急停，机械臂立刻停止全部运动输出。\
60.实验结果判读：统计触发条件下递送是否成功，记录交接位置偏移、物料滑落、无触发误动作、人手撤回后复位异常等故障。\
61.一轮结束复位：将红色方块放回抓取起始工位。\
62.样本归档：保存本轮轨迹时序文件、视频片段、实验元数据，包含轨迹类型编号、实验结果、故障备注。\
63.循环步骤47‑62开展多组标准化复现实验。
初始布局：工作台左侧划定灰色目标放置区域；工作台右侧工位竖直上下摆放两个完全相同红色方块；抓取关键点、下层放置关键点、上层堆叠对中关键点全部做坐标锚定；设置抓取安全高度、转运避障高度、堆叠接近高度；堆叠下落阶段启用低速进给，降低冲击；堆叠作业时末端保持垂直姿态，保证方块顶面‑底面平行，减小倾覆风险。
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64.清空左侧灰色目标放置区域，右侧工位摆放上下两个红色方块，完成工位物料初始化。\
65.机械臂从待机零位运动至右侧上方红色方块上方抓取安全高度；夹爪预先张开，末端垂直向下。\
66.末端低速下降至抓取关键点；夹爪闭合，读取夹爪力矩反馈，确认方块夹持可靠。\
67.竖直抬升至转运避障高度，运动至左侧灰色目标放置区域正上方。\
68.末端下降至投放接近高度，夹爪张开释放方块，延时保证方块平稳落于灰色区域内部；抬升末端离开方块顶面。\
69.机械臂运动至右侧工位，移动至下方红色方块上方抓取安全高度；末端下降抓取方块，力矩确认夹持完成，抬升至转运避障高度。\
70.机械臂移动至已经放置完成的下层红色方块顶面中心正上方，完成XY方向对中对齐。\
71.末端切换堆叠低速模式，缓慢向下进给至堆叠接近高度，上层方块接触下层方块顶面；夹爪张开释放上层方块。\
72.短暂延时，保证上层方块完全放置到位，消除冲击扰动带来的滑移。\
73.夹爪维持张开，末端向上抬升至安全高度，远离堆叠物体，机械臂返回待机零位，本轮动作序列结束。\
74.实验结果判读：核查第一层摆放、第二层堆叠就位状态；记录抓取滑脱、底层摆放偏移、堆叠对中偏差、下落冲击倾覆、上层物料滑落故障。\
75.一轮结束复位：清空左侧灰色堆叠区，右侧工位恢复两块红色方块上下摆放的初始构型。\
76.周期标定：每累计完成10次完整有效复现，强制执行整机关节回零与夹爪标定。\
77.样本归档：保存本轮轨迹时序文件、视频片段、实验元数据，包含轨迹类型编号、实验结果、故障备注。\
78.循环步骤64‑77开展多组实物复现实验。
79.全部任务实验完成，关闭控制程序，断开设备电源。\
80.收纳全部实验方块、拆除工位标识，整理工作台。\
81.汇总全部任务的时序轨迹文件、实验录像、元数据、故障记录，完成整套实验样本归档。\
82.整理实验统计，统计五类任务原始轨迹、滤波预处理轨迹的成功率与各类故障样本占比，完成对照分析记录。