ROS 中利用URDF 编写 Denso 机器人的一个简单模型——ROS机械臂学习笔记(一)

在ROS(Kinetic) 中利用URDF 编写 Denso 机器人的一个简单模型
Denso的URDF 模型主要是参照图1过来的，然后根据实际的情况进行了相应的修改。
denso机械臂

Denso机械臂的模型

在写模型过程中遇到的问题，在RVIZ 中的坐标系红色为X,绿色为Y , 蓝色为Z 。rpy的数值是沿着坐标系的箭头的方向，顺时针为正，逆时针为负。
有一点必须要注意的是：用URDF 生成的物体，如果没有做任何的旋转和位置变换的话，那么物体的坐标系的原点在自身物体的中心位置，而物体自身的坐标系和大地的参考坐标系是重合的，所以当你加载一个没有做任何变换的模型的时候，会看到物体的一半是在网格线的下面的。

在Link 属性中的 origin 条目中的 rpy 是连杆相对于自身的坐标系的旋转变换;而 XYZ 则是是连杆的物体中心相对于自身的坐标系的原点的位置平移变换。
连杆之间的坐标系变换

 <link name="base_link">
        <visual>
            <geometry>
                <box size="0.1 0.1 0.15"/>
            </geometry>
            <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0.075"/>
            <material name="blue"/>
        </visual>
    </link>

从这里可以看出base_link 相对于自身的坐标系是有一个位置变换的，沿着Z 方向上移动了 0.075，刚好是base_link的高度的一半，所以在图中看到的base_link是全部露出来的，而不是一半在网格线的下面的。

在Joint 属性中的 origin 条目中的 rpy 是 child link 的坐标系相对于 parent link坐标系的旋转变换;而 XYZ 则是 child link 的坐标系的原点相对于 parent link坐标系的原点的位置平移变换。
连杆之间的坐标系变换

<joint name="joint1" type="revolute">
        <parent link="base_link"/>
        <child link="shoulder_link"/>
        <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0.15"/>
        <axis xyz="0 0 1"/>
        <limit effort="300" lower="-2.79252675555" upper="2.79252675555" velocity="1"/> 
        <dynamics damping="50" friction="1"/>
    </joint>

从这里可以看出shoulder_link 相对于 base_link 坐标系是有一个位置变换的，沿着Z 方向上移动了 0.15，刚好是base_link的高度，所以在图中看到的shoulder_link的坐标系是在base_link的上表面。

<?xml version="1.0"?>
<robot name="myfirstrobot">
    <material name="blue">
        <color rgba="0 0 0.8 0.6"/>
    </material>

    <material name="white">
        <color rgba="1 1 1 0.6"/>
    </material>

  <material name="orange">
    <color rgba="1 0.4 0.1 0.6"/>
  </material>

    <!-- Base Link -->
    <link name="base_link">
        <visual>
            <geometry>
                <box size="0.1 0.1 0.15"/>
            </geometry>
            <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0.075"/>
            <material name="blue"/>
        </visual>
    </link>

    <joint name="joint1" type="revolute">
        <parent link="base_link"/>
        <child link="shoulder_link"/>
        <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0.15"/>
        <axis xyz="0 0 1"/>
        <limit effort="300" lower="-2.79252675555" upper="2.79252675555" velocity="1"/> 
        <dynamics damping="50" friction="1"/>
    </joint>

    <link name="shoulder_link">
        <visual>
            <geometry>
                <cylinder length="0.125" radius="0.08"/>
            </geometry>
            <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0.0625"/>
            <material name="white"/>
        </visual>
        <collision>
           <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0.0625"/>
           <geometry>
              <cylinder length="0.125" radius="0.08"/>
           </geometry>
       </collision>
       <inertial>
          <mass value="1"/>
          <inertia ixx="1.0" ixy="0.0" ixz="0.0" iyy="0.5" iyz="0.0" izz="1.0"/>
       </inertial>
   </link>
  <gazebo reference="shoulder_link">
    <material>Gazebo/White</material>
  </gazebo>

    <joint name="joint2" type="revolute">
        <parent link="shoulder_link"/>
        <child link="elbow_link"/>
        <origin rpy="1.570795 0 0" xyz="0 0 0.125"/>
        <axis xyz="0 0 1"/>
        <limit effort="300" lower="-2.094395066" upper="2.094395066" velocity="1"/>  
        <dynamics damping="50" friction="1"/>
    </joint>

    <link name="elbow_link">
        <visual>
            <geometry>
                 <box size="0.06 0.06 0.21"/>
            </geometry>
            <origin rpy="-1.570795 0 0" xyz="0 0.105 0"/>
            <material name="orange"/>
        </visual>
        <collision>
           <origin rpy="-1.570795 0 0" xyz="0 0.105 0"/>
           <geometry>
             <box size="0.06 0.06 0.21"/>
           </geometry>
       </collision>
       <inertial>
          <mass value="1"/>
          <inertia ixx="1.0" ixy="0.0" ixz="0.0" iyy="0.5" iyz="0.0" izz="1.0"/>
       </inertial>
  </link>
  <gazebo reference="elbow_link">
    <material>Gazebo/orange</material>
  </gazebo>

   <joint name="joint3" type="revolute">
        <parent link="elbow_link"/>
        <child link="wrist_link"/>
        <origin rpy="0 0 1.570795" xyz="0 0.21 0"/>
        <axis xyz="0 0 1"/>
        <limit effort="300" lower="-1.2217304" upper="1.2217304" velocity="1"/> 
        <dynamics damping="50" friction="1"/>
    </joint>

    <link name="wrist_link">
        <visual>
            <geometry>
                 <box size="0.06 0.06 0.176"/>
            </geometry>
            <origin rpy="1.570795 0 0" xyz="0.03 0 0"/>
            <material name="orange"/>
        </visual>
       <collision>
           <origin rpy="1.570795 0 0" xyz="0.03 0 0"/>
           <geometry>
             <box size="0.06 0.06 0.176"/>
          </geometry>
      </collision>
      <inertial>
         <mass value="1"/>
         <inertia ixx="1.0" ixy="0.0" ixz="0.0" iyy="0.5" iyz="0.0" izz="1.0"/>
      </inertial>
  </link>
  <gazebo reference="wrist_link">
    <material>Gazebo/orange</material>
  </gazebo>

    <joint name="joint4" type="revolute">
        <parent link="wrist_link"/>
        <child link="shoulder_r_link"/>
        <origin rpy="1.570795 -3.1415926 0" xyz="0.03 -0.088 0"/>
        <axis xyz="0 0 1"/>
        <limit effort="300" lower="-2.79252675555" upper="2.79252675555" velocity="1"/> 
        <dynamics damping="50" friction="1"/>
    </joint>

    <link name="shoulder_r_link">
        <visual>
            <geometry>
                 <cylinder length="0.122" radius="0.03"/>
            </geometry>
            <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0.061"/>
            <material name="red"/>
        </visual>
        <collision>
            <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0.061"/>
            <geometry>
                <cylinder length="0.122" radius="0.03"/>
            </geometry>
       </collision>
       <inertial>
           <mass value="1"/>
           <inertia ixx="1.0" ixy="0.0" ixz="0.0" iyy="0.5" iyz="0.0" izz="1.0"/>
       </inertial>
  </link>
  <gazebo reference="shoulder_r_link">
    <material>Gazebo/red</material>
  </gazebo>

   <joint name="joint5" type="revolute">
        <parent link="shoulder_r_link"/>
        <child link="elbow_r_link"/>
        <origin rpy="1.570795 0 -1.570795" xyz="0 0 0.119"/>
        <axis xyz="1 0 0"/>
        <limit effort="300" lower="-2.094395066" upper="2.094395066" velocity="1"/>  
        <dynamics damping="50" friction="1"/>
    </joint>

    <link name="elbow_r_link">
        <visual>
            <geometry>
                 <cylinder length="0.070" radius="0.03"/>
            </geometry>
            <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 -0.005"/>
            <material name="orange"/>
        </visual>
        <collision>
            <origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 -0.005"/>
            <geometry>
                <cylinder length="0.070" radius="0.03"/>
            </geometry>
       </collision>
       <inertial>
          <mass value="1"/>
          <inertia ixx="1.0" ixy="0.0" ixz="0.0" iyy="0.5" iyz="0.0" izz="1.0"/>
       </inertial>
  </link>
  <gazebo reference="elbow_r_link">
    <material>Gazebo/orange</material>
  </gazebo>

    <joint name="joint6" type="continuous">
        <parent link="elbow_r_link"/>
        <child link="wrist_r_link"/>
        <origin rpy="-1.570795 0 -1.570795" xyz="0 0 -0.04"/>
        <axis xyz="0 1 0"/>
        <dynamics damping="50" friction="1"/>
    </joint>

    <link name="wrist_r_link">
        <visual>
            <geometry>
                 <cylinder length="0.020" radius="0.03"/>
            </geometry>
            <origin rpy="1.570795 0 0" xyz="0 0 0"/>
            <material name="red"/>
        </visual>
        <collision>
            <origin rpy="1.570795 0 0" xyz="0 0 0"/>
            <geometry>
                <cylinder length="0.020" radius="0.03"/>
            </geometry>
       </collision>
      <inertial>
          <mass value="1"/>
          <inertia ixx="1.0" ixy="0.0" ixz="0.0" iyy="0.5" iyz="0.0" izz="1.0"/>
      </inertial>
  </link>
  <gazebo reference="wrist_r_link">
    <material>Gazebo/red</material>
  </gazebo>
</robot>

ROS 中利用URDF 编写 Denso 机器人的一个简单模型——ROS机械臂学习笔记(一)

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