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制作可移动的机器人模型

目标 了解如何在 URDF 中定义活动关节。

辅导水平： 中级

时间 10 分钟

在本教程中，我们将修改在 上一个教程 使其具有可移动的关节。在之前的模型中，所有的关节都是固定的。现在，我们将探讨另外三种重要的关节类型：连续关节、外旋关节和棱柱关节。

在继续之前，请确保已安装所有先决条件。请参阅 上一个教程 了解所需信息。

同样，本教程中提到的所有机器人模型都可以在 urdf_tutorial 包装

以下是新的 urdf 灵活的关节。你可以将它与之前的版本进行比较，以了解所有的变化，但我们将只关注三个关节示例。

要可视化和控制该模型，请运行与上一教程相同的命令：

ros2 launch urdf_tutorial display.launch.py model:=urdf/06-flexible.urdf

不过，现在这也会弹出一个图形用户界面，允许你控制所有非固定关节的值。玩一下模型，看看它是如何移动的。然后，我们可以看看我们是如何做到这一点的。

头部

<joint 名称"head_swivel"； type="连续"；>；
  <parent link="base_link"；/>；
  孩子 link="head"；/>；
  轴 xyz="0 0 1"；/>；
  原产地 xyz="0 0 0.3"；/>；
</joint>；

车身和车头之间的连接是一个连续的关节，这意味着它可以从负无穷大到正无穷大任意角度旋转。车轮的模型也是如此，因此它们可以永远向两个方向滚动。

我们唯一需要添加的额外信息是旋转轴，这里用 xyz 三元组指定，它指定了头部将围绕其旋转的矢量。由于我们希望它绕 Z 轴旋转，因此指定了 "0 0 1 "这个向量。

抓取器

<joint 名称"left_gripper_joint"； type="旋风"；>；
  轴 xyz="0 0 1"；/>；
  <limit 努力="1000.0"； 降低="0.0"； 上="0.548"； 速度="0.5"；/>；
  原产地 rpy="0 0 0"； xyz="0.2 0.01 0"；/>；
  <parent link="gripper_pole"；/>；
  孩子 link="left_gripper"；/>；
</joint>；

左右两个抓手关节都被建模为旋卷关节。这意味着它们的旋转方式与连续关节相同，但有严格的限制。因此，我们必须在极限标签中指定关节的上限和下限（以弧度为单位）。我们还必须指定该关节的最大速度和力度，但实际值在这里并不重要。

抓取臂

<joint 名称"gripper_extension"； type=quot;棱镜式"；>；
  <parent link="base_link"；/>；
  孩子 link="gripper_pole"；/>；
  <limit 努力="1000.0"； 降低="-0.38"； 上="0"； 速度="0.5"；/>；
  原产地 rpy="0 0 0"； xyz="0.19 0 0.2"；/>；
</joint>；

抓臂是一种不同的关节，即棱柱关节。这意味着它是沿轴线运动，而不是绕轴线运动。这种平移运动使我们的机器人模型能够伸出和缩回抓臂。

除了单位是米而不是弧度外，棱柱臂的极限指定方式与旋转接头相同。

其他类型的关节

还有两种关节可以在空间中移动。棱形关节只能沿一个维度移动，而平面关节可以在一个平面或两个维度内移动。此外，浮动关节不受约束，可以在三个维度中的任意维度移动。这些关节不能只用一个数字指定，因此不包括在本教程中。

指定姿势

当您在图形用户界面中移动滑块时，模型就会在 Rviz 中移动。 这是如何实现的？首先 图形用户界面 解析 URDF，找到所有非固定关节及其极限值。然后，它使用滑块的值来发布 sensor_msgs/msg/JointState 信息。然后 机器人状态发布者 来计算不同部分之间的所有变换。生成的变换树将用于在 Rviz 中显示所有图形。

下一步工作

现在您已经有了一个功能明显的模型，您可以 加入一些物理特性或 开始使用 xacro 简化代码.