rigidBody
Создайте твердое тело
Описание
rigidBody объект представляет твердое тело. Твердое тело является базовым блоком для любого манипулятора робота с древовидной структурой. Каждый rigidBody имеет rigidBodyJoint объект присоединил к нему, который задает, как твердое тело может переместиться. Твердые тела собраны в модель робота с древовидной структурой использование rigidBodyTree.
Установите объединенный объект на Joint свойство прежде, чем вызвать addBody добавить твердое тело в модель робота. Когда твердое тело находится в дереве твердого тела, вы не можете непосредственно изменить его свойства, потому что оно повреждает отношения между телами. Используйте replaceJoint изменить целую древовидную структуру.
Создание
Синтаксис
Описание
Входные параметры
Свойства
Name — Имя твердого тела
строковый скаляр | вектор символов
Имя твердого тела в виде строкового скаляра или вектора символов. Это имя должно быть уникально для тела так, чтобы это могло быть найдено в rigidBodyTree объект.
Типы данных: char | string
Joint — rigidBodyJoint объект
указатель
rigidBodyJoint объект в виде указателя. По умолчанию соединением является 'fixed' ввод.
Mass — Масса твердого тела
1
Масса твердого тела в виде числового скаляра в килограммах.
CenterOfMass — Центр массового положения твердого тела
[0 0 0] [x y z] вектор
Центр массового положения твердого тела в виде [x y z] вектор. Вектор описывает местоположение центра массы относительно системы координат тела в метрах.
Inertia — Инерция твердого тела
[1 1 1 0 0 0] [Ixx Iyy Izz Iyz Ixz Ixy] вектор
Инерция твердого тела в виде [Ixx Iyy Izz Iyz Ixz Ixy] вектор относительно системы координат тела в квадратных метрах килограмма. Первыми тремя элементами вектора являются диагональные элементы inertia tensor. Последними тремя элементами являются недиагональные элементы тензора инерции. Тензор инерции является положительной полуопределенной симметрической матрицей:
Parent — Родительский элемент твердого тела
rigidBody указатель на объект
Родительский элемент твердого тела в виде rigidBody указатель на объект. Соединение твердого тела задает, как это тело может переместиться относительно родительского элемента. Это свойство пусто, пока твердое тело не добавляется к rigidBodyTree модель робота.
Children — Дочерние элементы твердого тела
массив ячеек rigidBody указатели на объект
Дочерние элементы твердого тела в виде массива ячеек rigidBody указатели на объект. Эти дочерние элементы твердого тела все присоединяются к этому объекту твердого тела. Это свойство пусто, пока твердое тело не добавляется к rigidBodyTree модель робота, и по крайней мере еще одно тело добавляются к дереву с этим телом как его родительский элемент.
Visuals — Визуальные конфигурации
массив ячеек строковых скаляров | массив ячеек из символьных векторов
Визуальные конфигурации в виде массива ячеек строковых скаляров или векторов символов. Каждый вектор символов описывает тип и источник визуальной геометрии. Например, если файл mesh, link_0.stl, присоединен к твердому телу, визуальным был бы Mesh:link_0.stl. Визуальные конфигурации добавляются к твердому телу с помощью addVisual.
Collisions — Конфигурации столкновения
массив ячеек из символьных векторов
Конфигурации столкновения в виде массива ячеек из символьных векторов. Каждый вектор символов описывает тип столкновения объектные и соответствующие параметры геометрии столкновения. Чтобы изменить конфигурации столкновения для твердого тела, используйте addCollision и clearCollision функции.
Функции объекта
copy | Создайте глубокую копию твердого тела |
addCollision | Добавьте геометрию столкновения в твердое тело |
addVisual | Добавьте визуальные данные о геометрии в твердое тело |
clearCollision | Очистите все присоединенные конфигурации столкновения |
clearVisual | Очистите все визуальные конфигурации |
Примеры
Присоедините твердое тело и соединение к дереву твердого тела
Добавьте твердое тело и соответствующее соединение к дереву твердого тела. Каждый rigidBody объект содержит rigidBodyJoint возразите и должен быть добавлен к rigidBodyTree использование addBody.
Создайте дерево твердого тела.
rbtree = rigidBodyTree;
Создайте твердое тело с уникальным именем.
body1 = rigidBody('b1');Создайте шарнирное соединение. По умолчанию, rigidBody объект идет с фиксированным соединением. Замените соединение путем присвоения нового rigidBodyJoint возразите против body1.Joint свойство.
jnt1 = rigidBodyJoint('jnt1','revolute'); body1.Joint = jnt1;
Добавьте твердое тело в дерево. Задайте имя тела, к которому вы присоединяете твердое тело. Поскольку это - первое тело, используйте базовое имя дерева.
basename = rbtree.BaseName; addBody(rbtree,body1,basename)
Используйте showdetails на дереве, чтобы подтвердить 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) --------------------
Создайте робота манипулятора Используя параметры Denavit-Hartenberg
Используйте параметры Denavit-Hartenberg (DH) робота Puma560®, чтобы создать робота. Каждое твердое тело добавляется по одному, с дочерним элементом к родительскому элементу преобразовывают заданный объединенным объектом.
Параметры DH задают геометрию робота с отношением к тому, как каждое твердое тело присоединено к своему родительскому элементу. Для удобства установите параметры для робота Puma560 в матрице [1]. Робот Пумы является последовательным цепочечным манипулятором. Параметры DH относительно предыдущей линии в матрице, соответствуя предыдущему объединенному прикреплению.
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 дерева твердого тела создать робота.
robot = rigidBodyTree;
Создайте первое твердое тело и добавьте его в робота. Добавить твердое тело:
Создайте
rigidBodyвозразите и дайте ему уникальное имя.Создайте
rigidBodyJointвозразите и дайте ему уникальное имя.Используйте
setFixedTransformзадавать преобразование от тела к телу с помощью параметров DH. Последний элемент параметров DH,theta, проигнорирован, потому что угол зависит от объединенного положения.Вызовите
addBodyприсоединить первый сустав 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 другие твердые тела в робота. Задайте предыдущее имя тела при вызове addBody присоединить его. Каждое фиксированное преобразование относительно предыдущей объединенной координатной системы координат.
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 создан правильно при помощи showdetails или show функция. showdetails списки все тела в командном окне MATLAB®. show отображает робота с данной настройкой (домой по умолчанию). Вызовы axis измените пределы по осям и скройте 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. и Б. Армстронг-Хелуври. “Поиск Согласия среди Параметров модели, о которых Сообщают для робота PUMA 560”. Продолжения 1 994 Международных конференций IEEE по вопросам Робототехники и Автоматизации, IEEE Comput. Soc. Нажмите, 1994, стр 1608–13. DOI.org (Crossref), doi:10.1109/ROBOT.1994.351360.
Вопросы совместимости
Ссылки
[1] Крэйг, Джон Дж. Введение в робототехнику: механика и управление. Чтение, MA: Аддисон-Уэсли, 1989.
[2] Siciliano, Бруно. Робототехника: моделирование, планируя и управляет. Лондон: Спрингер, 2009.
Расширенные возможности
Смотрите также
rigidBodyJoint | rigidBodyTree | addBody | replaceJoint | addCollision | addVisual | clearCollision | clearVisual