Gazebo系列教程< 构建一个机器人 2.3> 添加夹爪,并组成带有夹爪与传感器的小车

2023-05-16

 

1.制作一个夹爪

本文介绍通过sdf的编辑,实现两指的简单夹爪。

1.1制作模型

(1)新建一个文件夹

mkdir ~/simple_gripper_tutorial; cd ~/simple_gripper_tutorial

(2)通过gedit打开gripper.world文件

gedit ~/simple_gripper_tutorial/gripper.world

复制以下内容:

<?xml version="1.0"?>
  <sdf version="1.4">
    <world name="default">

    <!-- A ground plane -->
    <include>
      <uri>model://ground_plane</uri>
    </include>

    <!-- A global light source -->
    <include>
      <uri>model://sun</uri>
    </include>

    <include>
      <uri>model://my_gripper</uri>
    </include>

    </world>
  </sdf>

(3)在.model下新建一个my_gripper文件夹

mkdir -p ~/.gazebo/models/my_gripper
cd ~/.gazebo/models/my_gripper

(4)新建model.config

gedit model.config

并拷贝以下内容:

<?xml version="1.0"?>

<model>
  <name>My Gripper</name>
  <version>1.0</version>
  <sdf version='1.4'>simple_gripper.sdf</sdf>

  <author>
    <name>My Name</name>
    <email>me@my.email</email>
  </author>

  <description>
    My awesome robot.
  </description>
</model>

(5)新建simple_gripper.sdf

gedit simple_gripper.sdf

并拷贝以下内容:

<?xml version="1.0"?>
<sdf version="1.4">
    <model name="simple_gripper">
        <link name="riser">
            <pose>-0.15 0.0 0.5 0 0 0</pose>
            <inertial>
                <pose>0 0 -0.5 0 0 0</pose>
                <inertia>
                    <ixx>0.01</ixx>
                    <ixy>0</ixy>
                    <ixz>0</ixz>
                    <iyy>0.01</iyy>
                    <iyz>0</iyz>
                    <izz>0.01</izz>
                </inertia>
                <mass>10.0</mass>
            </inertial>
            <collision name="collision">
                <geometry>
                    <box>
                        <size>0.2 0.2 1.0</size>
                    </box>
                </geometry>
            </collision>
            <visual name="visual">
                <geometry>
                    <box>
                        <size>0.2 0.2 1.0</size>
                    </box>
                </geometry>
                <material>
                    <script>Gazebo/Purple</script>
                </material>
            </visual>
        </link>
        <link name="palm">
            <pose>0.0 0.0 0.05 0 0 0</pose>
            <inertial>
                <inertia>
                    <ixx>0.01</ixx>
                    <ixy>0</ixy>
                    <ixz>0</ixz>
                    <iyy>0.01</iyy>
                    <iyz>0</iyz>
                    <izz>0.01</izz>
                </inertia>
                <mass>0.5</mass>
            </inertial>
            <collision name="collision">
                <geometry>
                    <box>
                        <size>0.1 0.2 0.1</size>
                    </box>
                </geometry>
            </collision>
            <visual name="visual">
                <geometry>
                    <box>
                        <size>0.1 0.2 0.1</size>
                    </box>
                </geometry>
                <material>
                    <script>Gazebo/Red</script>
                </material>
            </visual>
        </link>
        <link name="left_finger">
            <pose>0.1 0.2 0.05 0 0 -0.78539</pose>
            <inertial>
                <inertia>
                    <ixx>0.01</ixx>
                    <ixy>0</ixy>
                    <ixz>0</ixz>
                    <iyy>0.01</iyy>
                    <iyz>0</iyz>
                    <izz>0.01</izz>
                </inertia>
                <mass>0.1</mass>
            </inertial>
            <collision name="collision">
                <geometry>
                    <box>
                        <size>0.1 0.3 0.1</size>
                    </box>
                </geometry>
            </collision>
            <visual name="visual">
                <geometry>
                    <box>
                        <size>0.1 0.3 0.1</size>
                    </box>
                </geometry>
                <material>
                    <script>Gazebo/Blue</script>
                </material>
            </visual>
        </link>
        <link name="left_finger_tip">
            <pose>0.336 0.3 0.05 0 0 1.5707</pose>
            <inertial>
                <inertia>
                    <ixx>0.01</ixx>
                    <ixy>0</ixy>
                    <ixz>0</ixz>
                    <iyy>0.01</iyy>
                    <iyz>0</iyz>
                    <izz>0.01</izz>
                </inertia>
                <mass>0.1</mass>
            </inertial>
            <collision name="collision">
                <geometry>
                    <box>
                        <size>0.1 0.2 0.1</size>
                    </box>
                </geometry>
            </collision>
            <visual name="visual">
                <geometry>
                    <box>
                        <size>0.1 0.2 0.1</size>
                    </box>
                </geometry>
                <material>
                    <script>Gazebo/Blue</script>
                </material>
            </visual>
        </link>
        <link name="right_finger">
            <pose>0.1 -0.2 0.05 0 0 .78539</pose>
            <inertial>
                <inertia>
                    <ixx>0.01</ixx>
                    <ixy>0</ixy>
                    <ixz>0</ixz>
                    <iyy>0.01</iyy>
                    <iyz>0</iyz>
                    <izz>0.01</izz>
                </inertia>
                <mass>0.1</mass>
            </inertial>
            <collision name="collision">
                <geometry>
                    <box>
                        <size>0.1 0.3 0.1</size>
                    </box>
                </geometry>
            </collision>
            <visual name="visual">
                <geometry>
                    <box>
                        <size>0.1 0.3 0.1</size>
                    </box>
                </geometry>
                <material>
                    <script>Gazebo/Green</script>
                </material>
            </visual>
        </link>
        <link name="right_finger_tip">
            <pose>0.336 -0.3 0.05 0 0 1.5707</pose>
            <inertial>
                <inertia>
                    <ixx>0.01</ixx>
                    <ixy>0</ixy>
                    <ixz>0</ixz>
                    <iyy>0.01</iyy>
                    <iyz>0</iyz>
                    <izz>0.01</izz>
                </inertia>
                <mass>0.1</mass>
            </inertial>
            <collision name="collision">
                <geometry>
                    <box>
                        <size>0.1 0.2 0.1</size>
                    </box>
                </geometry>
            </collision>
            <visual name="visual">
                <geometry>
                    <box>
                        <size>0.1 0.2 0.1</size>
                    </box>
                </geometry>
                <material>
                    <script>Gazebo/Green</script>
                </material>
            </visual>
        </link>
        <static>true</static>
    </model>
</sdf>

(6)检测,gazebo会显示如下图所示

gazebo ~/simple_gripper_tutorial/gripper.world

 

(7)上图的simple_gripper.sdf只有link,而没有joint,所以是不能动的,在</model>之前添加如下内容,并将<static>true</static>中的true修改成false:

        <joint name="palm_left_finger" type="revolute">
            <pose>0 -0.15 0 0 0 0</pose>
            <child>left_finger</child>
            <parent>palm</parent>
            <axis>
                <limit>
                    <lower>-0.4</lower>
                    <upper>0.4</upper>
                </limit>
                <xyz>0 0 1</xyz>
            </axis>
        </joint>
        <joint name="left_finger_tip" type="revolute">
            <pose>0 0.1 0 0 0 0</pose>
            <child>left_finger_tip</child>
            <parent>left_finger</parent>
            <axis>
                <limit>
                    <lower>-0.4</lower>
                    <upper>0.4</upper>
                </limit>
                <xyz>0 0 1</xyz>
            </axis>
        </joint>
        <joint name="palm_right_finger" type="revolute">
            <pose>0 0.15 0 0 0 0</pose>
            <child>right_finger</child>
            <parent>palm</parent>
            <axis>
                <limit>
                    <lower>-0.4</lower>
                    <upper>0.4</upper>
                </limit>
                <xyz>0 0 1</xyz>
            </axis>
        </joint>
        <joint name="right_finger_tip" type="revolute">
            <pose>0 0.1 0 0 0 0</pose>
            <child>right_finger_tip</child>
            <parent>right_finger</parent>
            <axis>
                <limit>
                    <lower>-0.4</lower>
                    <upper>0.4</upper>
                </limit>
                <xyz>0 0 1</xyz>
            </axis>
        </joint>
        <joint name="palm_riser" type="prismatic">
            <child>palm</child>
            <parent>riser</parent>
            <axis>
                <limit>
                    <lower>0</lower>
                    <upper>0.9</upper>
                </limit>
                <xyz>0 0 1</xyz>
            </axis>
        </joint>

(8)然后重启刚才的文件

在View菜单栏,勾选以下两个View->Joints" and "View->Wireframe"

然后五个坐标就代表了五个joint,如下图所示

(9)运动控制

左侧右键点击某个link,例如palm,选择apply Force/Torque,然后弹出一个窗口:

然后设置X,Y,Z轴不同方向的力就可以移动不同的关节;

如果设置力的时候,没有动静,可以把力设置的大一点。

2.组成小车

(1)重新编辑model.sdf,修改尺寸与gripper相配合

gedit ~/.gazebo/models/my_robot/model.sdf

 修改成以下内容:

<?xml version='1.0'?>
<sdf version='1.5'>
  <model name="mobile_base">
    <link name='chassis'>
      <pose>0 0 .25 0 0 0</pose>

      <inertial>
        <mass>20.0</mass>
        <pose>-0.1 0 -0.1 0 0 0</pose>
        <inertia>
          <ixx>0.5</ixx>
          <iyy>1.0</iyy>
          <izz>0.1</izz>
        </inertia>
      </inertial>

      <collision name='collision'>
        <geometry>
          <box>
            <size>2 1 0.3</size>
          </box>
        </geometry>
      </collision>

      <visual name='visual'>
        <geometry>
          <box>
            <size>2 1 0.3</size>
          </box>
        </geometry>
      </visual>

      <collision name='caster_collision'>
        <pose>-0.8 0 -0.125 0 0 0</pose>
        <geometry>
          <sphere>
            <radius>.125</radius>
          </sphere>
        </geometry>

        <surface>
          <friction>
            <ode>
              <mu>0</mu>
              <mu2>0</mu2>
            </ode>
          </friction>
        </surface>
      </collision>

      <visual name='caster_visual'>
        <pose>-0.8 0 -0.125 0 0 0</pose>
        <geometry>
          <sphere>
            <radius>.125</radius>
          </sphere>
        </geometry>
      </visual>
    </link>
    <link name="left_wheel">
      <pose>0.8 0.6 0.125 0 1.5707 1.5707</pose>
      <collision name="collision">
        <geometry>
          <cylinder>
            <radius>.125</radius>
            <length>.05</length>
          </cylinder>
        </geometry>
      </collision>
      <visual name="visual">
        <geometry>
          <cylinder>
            <radius>.125</radius>
            <length>.05</length>
          </cylinder>
        </geometry>
      </visual>
    </link>

    <link name="right_wheel">
      <pose>0.8 -0.6 0.125 0 1.5707 1.5707</pose>
      <collision name="collision">
        <geometry>
          <cylinder>
            <radius>.125</radius>
            <length>.05</length>
          </cylinder>
        </geometry>
      </collision>
      <visual name="visual">
        <geometry>
          <cylinder>
            <radius>.125</radius>
            <length>.05</length>
          </cylinder>
        </geometry>
      </visual>
    </link>

    <joint type="revolute" name="left_wheel_hinge">
      <pose>0 0 -0.03 0 0 0</pose>
      <child>left_wheel</child>
      <parent>chassis</parent>
      <axis>
        <use_parent_model_frame>true</use_parent_model_frame>
        <xyz>0 1 0</xyz>
      </axis>
    </joint>

    <joint type="revolute" name="right_wheel_hinge">
      <pose>0 0 0.03 0 0 0</pose>
      <child>right_wheel</child>
      <parent>chassis</parent>
      <axis>
        <use_parent_model_frame>true</use_parent_model_frame>
        <xyz>0 1 0</xyz>
      </axis>
    </joint>

  </model>
 </sdf>

(2)构建

首先新建一个文件夹

mkdir ~/.gazebo/models/simple_mobile_manipulator

然后编辑配置文件

gedit ~/.gazebo/models/simple_mobile_manipulator/model.config

配置文件内容如下:

<?xml version="1.0"?>
<model>
  <name>Simple Mobile Manipulator</name>
  <version>1.0</version>
  <sdf version='1.5'>manipulator.sdf</sdf>

  <author>
    <name>My Name</name>
    <email>me@my.email</email>
  </author>

  <description>
    My simple mobile manipulator
  </description>
</model>

最后编写sdf文件

gedit ~/.gazebo/models/simple_mobile_manipulator/manipulator.sdf

内容如下:

<?xml version="1.0" ?>
<sdf version="1.5">
  <model name="simple_mobile_manipulator">

    <include>
      <uri>model://my_gripper</uri>
      <pose>1.3 0 0.1 0 0 0</pose>
    </include>

    <include>
      <uri>model://my_robot</uri>
      <pose>0 0 0 0 0 0</pose>
    </include>

    <joint name="arm_gripper_joint" type="fixed">
      <parent>mobile_base::chassis</parent>
      <child>simple_gripper::riser</child>
    </joint>

    <!-- attach sensor to the gripper -->
    <include>
      <uri>model://hokuyo</uri>
      <pose>1.3 0 0.3 0 0 0</pose>
    </include>

    <joint name="hokuyo_joint" type="fixed">
      <child>hokuyo::link</child>
      <parent>simple_gripper::palm</parent>
    </joint>

  </model>
</sdf>

(3)运行

运行gazebo

然后insert相应的模型Simple Mobile Manipula

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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