Создайте твердое тело
The rigidBody объект представляет собой твердое тело. Твердое тело является базовым блоком для любого древовидного манипулятора робота. Каждый rigidBody имеет rigidBodyJoint присоединенный к нему объект, определяющий способ перемещения твердого тела. Твердые тела собираются в модель робота с древовидной структурой с помощью rigidBodyTree.
Установите объект joint в Joint свойство перед вызовом addBody чтобы добавить твердое тело к модели робота. Когда твердое тело находится в древовидном твердом теле, вы не можете непосредственно изменять его свойства, потому что это повреждает отношения между телами. Использование replaceJoint для изменения всей древовидной структуры.
Name - Имя твёрдого телаИмя твердого тела, заданное как строковый скаляр или вектор символов. Это имя должно быть уникальным для тела, чтобы его можно было найти в rigidBodyTree объект.
Типы данных: char | string
Joint — rigidBodyJoint объектrigidBodyJoint объект, заданный как указатель. По умолчанию соединение является 'fixed' тип.
Mass - Масса твёрдого тела1 кг (по умолчанию) | числовым скаляромМасса твёрдого тела, заданная в виде числового скаляра в килограммах.
CenterOfMass - Положение центра масс твердого тела[0 0 0] m (по умолчанию) | [x y z] векторПоложение центра масс твердого тела, заданное как [x y z] вектор. Вектор описывает расположение центра масс относительно каркаса кузова в метрах.
Inertia - Инерция твердого тела[1 1 1 0 0 0] кг • м2 (по умолчанию) | [Ixx Iyy Izz Iyz Ixz Ixy] векторИнерция твердого тела, заданная как [Ixx Iyy Izz Iyz Ixz Ixy] вектор относительно каркаса кузова в килограммах квадратных метров. Первые три элемента вектора являются диагональными элементами inertia tensor. Последние три элемента являются недиагональными элементами тензора инерции. Тензор инерции является положительной полуопределенной симметричной матрицей:
Parent - Родитель твёрдого телаrigidBody указатель на объектТвердые родительские элементы тела, заданные как rigidBody указатель на объект. Соединение твердого тела определяет, как это тело может перемещаться относительно родительского элемента. Это свойство пустое, пока твердое тело не будет добавлено в rigidBodyTree модель робота.
Children - Дети твёрдого телаrigidBody указатели на объектыТвердые дочерние элементы тела, заданные как массив ячеек rigidBody указатели на объекты. Все эти дочерние элементы твердого тела прикреплены к этому объекту твердого тела. Это свойство пустое, пока твердое тело не будет добавлено в rigidBodyTree модель робота, и, по крайней мере, одно другое тело добавляется к дереву с этим телом как его родительским элементом.
Visuals - Визуальные геометрииВизуальные геометрии, заданные как массив ячеек из строковых скаляров или векторов символов. Каждый вектор символов описывает тип и источник визуальной геометрии. Для примера, если файл mesh, link_0.stl, прикреплен к твердому телу, визуальное будет Mesh:link_0.stl. Визуальные геометрии добавляются к твердому телу с помощью addVisual.
Collisions - Геометрия столкновенияГеометрии столкновения, заданные как массив ячеек из векторов символов. Каждый вектор символов описывает тип объекта столкновения и соответствующие параметры геометрии столкновения. Чтобы изменить геометрию столкновения для твердого тела, используйте addCollision и clearCollision функций.
copy | Создайте глубокую копию твердого тела |
addCollision | Добавьте геометрию столкновения к твердому телу |
addVisual | Добавьте данные визуальной геометрии к твердому телу |
clearCollision | Очистить все присоединенные геометрии столкновения |
clearVisual | Очистить все визуальные геометрии |
Добавьте твердое тело и соответствующее соединение в древовидное твердое тело. Каждый r igidBody объект содержит rigidBodyJoint объект и должен быть добавлен в r igidBodyTree использование addBody.
Создайте древовидное твердое тело.
rbtree = rigidBodyTree;
Создайте твердое тело с уникальным именем.
body1 = rigidBody('b1');Создайте шарнирное соединение. По умолчанию r igidBody объект поставляется с фиксированным соединением. Замените соединение путем назначения нового rigidBodyJoint объект для body1.Joint свойство.
jnt1 = rigidBodyJoint('jnt1','revolute'); body1.Joint = jnt1;
Добавьте твердое тело в дерево. Задайте имя тела, к которому присоединяется твердое тело. Поскольку это первое тело, используйте базовое имя дерева.
basename = rbtree.BaseName; addBody(rbtree,body1,basename)
Использование showdetails на дереве для подтверждения того, что твердое тело и соединение были добавлены правильно.
showdetails(rbtree)
-------------------- Robot: (1 bodies) Idx Body Name Joint Name Joint Type Parent Name(Idx) Children Name(s) --- --------- ---------- ---------- ---------------- ---------------- 1 b1 jnt1 revolute base(0) --------------------
Используйте параметры Денавита-Хартенберга (DH) робота Puma560 ®, чтобы создать робота. Каждое твердое тело добавляется по одному с преобразованием «child-to-parent», заданным объектом joint.
Параметры DH определяют геометрию робота относительно того, как каждое твердое тело присоединено к его родительскому элементу. Для удобства настройте параметры для робота- Puma560 в матрице [1]. Робот Puma является серийной цепью манипулятором. Параметры DH относятся к предыдущей линии в матрице, соответствующей предыдущему присоединению соединения .
dhparams = [0 pi/2 0 0;
0.4318 0 0 0
0.0203 -pi/2 0.15005 0;
0 pi/2 0.4318 0;
0 -pi/2 0 0;
0 0 0 0];Создайте объект древовидного твердого тела, чтобы создать робота.
robot = rigidBodyTree;
Создайте первое твёрдое тело и добавьте его к роботу. Для добавления твердого тела:
Создайте rigidBody и присвоить ему уникальное имя.
Создайте rigidBodyJoint и присвоить ему уникальное имя.
Использование setFixedTransform для задания преобразования тела в тело с помощью параметров DH. Последний элемент параметров DH, theta, игнорируется, потому что угол зависит от положения соединения.
Функции addBody крепление первого соединения корпуса к базовой системе координат робота.
body1 = rigidBody('body1'); jnt1 = rigidBodyJoint('jnt1','revolute'); setFixedTransform(jnt1,dhparams(1,:),'dh'); body1.Joint = jnt1; addBody(robot,body1,'base')
Создайте и добавьте к роботу другие твердые тела. Задайте имя предыдущего тела при вызове addBody чтобы прикрепить его. Каждое фиксированное преобразование относится к предыдущей системе координат соединения.
body2 = rigidBody('body2'); jnt2 = rigidBodyJoint('jnt2','revolute'); body3 = rigidBody('body3'); jnt3 = rigidBodyJoint('jnt3','revolute'); body4 = rigidBody('body4'); jnt4 = rigidBodyJoint('jnt4','revolute'); body5 = rigidBody('body5'); jnt5 = rigidBodyJoint('jnt5','revolute'); body6 = rigidBody('body6'); jnt6 = rigidBodyJoint('jnt6','revolute'); setFixedTransform(jnt2,dhparams(2,:),'dh'); setFixedTransform(jnt3,dhparams(3,:),'dh'); setFixedTransform(jnt4,dhparams(4,:),'dh'); setFixedTransform(jnt5,dhparams(5,:),'dh'); setFixedTransform(jnt6,dhparams(6,:),'dh'); body2.Joint = jnt2; body3.Joint = jnt3; body4.Joint = jnt4; body5.Joint = jnt5; body6.Joint = jnt6; addBody(robot,body2,'body1') addBody(robot,body3,'body2') addBody(robot,body4,'body3') addBody(robot,body5,'body4') addBody(robot,body6,'body5')
Проверьте, что ваш робот был построен правильно при помощи showdetails или show функция. showdetails списки всех тел в командном окне MATLAB ®. show отображает робота с заданным строением (по умолчанию домашний). Вызовы в axis измените пределы по осям и скрыть подписи по осям.
showdetails(robot)
-------------------- Robot: (6 bodies) Idx Body Name Joint Name Joint Type Parent Name(Idx) Children Name(s) --- --------- ---------- ---------- ---------------- ---------------- 1 body1 jnt1 revolute base(0) body2(2) 2 body2 jnt2 revolute body1(1) body3(3) 3 body3 jnt3 revolute body2(2) body4(4) 4 body4 jnt4 revolute body3(3) body5(5) 5 body5 jnt5 revolute body4(4) body6(6) 6 body6 jnt6 revolute body5(5) --------------------
show(robot);
axis([-0.5,0.5,-0.5,0.5,-0.5,0.5])
axis off
[1] Corke, P. I., and B. Armstrong-Helouvry. «Поиск консенсуса среди параметров модели, сообщенных для робота PUMA 560». Материалы 1994 Международной конференции IEEE по робототехнике и автоматизации, IEEE Comput. Soc. Press, 1994, pp. 1608-13. DOI.org (Crossref), doi:10.1109/ROBOT.1994.351360.
[1] Крейг, Джон Дж. Введение в робототехнику: механика и управление. Reading, MA: Addison-Wesley, 1989.
[2] Сисилиано, Бруно. Робототехника: моделирование, планирование и управление. Лондон: Спрингер, 2009.
addBody | addCollision | addVisual | clearCollision | clearVisual | replaceJoint | rigidBodyJoint | rigidBodyTree