SolidWorks导出机械臂URDF模型：坐标系建立与仿真注意事项

SolidWorks导出机械臂URDF模型：坐标系建立与仿真注意事项

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/shdhckcjc/article/details/129331111

本文将详细介绍如何使用SolidWorks软件导出机械臂的URDF（Unified Robot Description Format）模型，重点讲解坐标系的建立方法和URDF模型的导出步骤。URDF模型是机器人仿真和控制中常用的描述格式，广泛应用于ROS（Robot Operating System）等机器人开发平台。

在机器人仿真和控制领域，正确建立机械臂的坐标系并导出URDF模型是至关重要的步骤。本文将从以下几个方面进行详细讲解：

1. 机械臂模型的下载与准备
2. 坐标系的建立方法
3. URDF模型的导出步骤
4. 仿真中常见问题及解决方案

机械臂模型下载

首先需要下载机械臂模型。本文以ABB-IRB2600-20这款机械臂为例，可以在ABB官网下载该模型。下载链接如下：https://new.abb.com/products/robotics/zh/robots/paint-robots/irb-52

下载并装配好机械臂后，可以看到如下模型：

需要注意的是，下载的机械臂模型通常不包含夹爪部分，如果需要进行抓取仿真，可以自行设计并装配夹爪。

坐标系的建立方法

在SolidWorks中建立坐标系时，需要遵循一定的规范，以确保后续URDF模型的正确导出。坐标系的建立可以分为三个步骤：确定点、确定轴线、建立坐标系。

第一步：确定点

以base_link为例，其坐标原点通常位于机械臂的底座中心。如下图所示：

第二步：确定轴线

轴线是为了下一个Link建立的旋转轴线。例如，base_link的下一个关节Link1的旋转轴线如下图所示：

第三步：建立坐标系

选中确定的点，然后在SolidWorks顶部菜单中选择“插入”->“参考几何体”->“坐标系”，建立坐标系。建立坐标系时需要注意以下两点：

1. Z轴必须与旋转轴重合
2. X轴需要垂直且相交于上一个Link的旋转轴

例如，base_link的坐标系建立如下：

对于Link2的坐标系建立，可以采用以下方法：

1. 首先建立一个基准面将机械臂分为两半
2. 确定点的位置为旋转轴与基准面的交点
3. 建立坐标系时确保Z轴与旋转轴重合，X轴垂直且相交于上一个旋转轴

其他关节的坐标系建立方法类似，例如Link3和Link4的坐标系如下：

URDF模型的导出步骤

完成坐标系的建立后，可以开始导出URDF模型。在SolidWorks中，需要安装相应的URDF导出插件。导出步骤如下：

1. 给每个坐标系取一个容易分辨的名字，例如Base_link、Link1、Cordinate1等
2. 在“Export as URDF”界面中，依次设置每个关节的参数

• Link Name：关节名称
• Global Origin Cordinate System：对应的坐标系
• Link Components：选择对应的机械臂部件
• Number of child links：连接的子关节数量
• Joint Name：关节名称
• Reference Axis：旋转轴
• Joint Type：关节类型（通常选择revolute）

在设置Joint Type时，需要注意以下几点：

1. lower和upper参数表示旋转角度的上下限，建议初始设置为-3.14到3.14，即360度全方位旋转
2. effort参数表示扭矩大小，必须设置具体数值，否则会在仿真中造成剧烈抖动
3. velocity参数表示转动速度，也需要设置具体数值

完成所有关节的设置后，点击“Preview and Export”进行预览和导出。导出时需要注意：

1. 文件名不能包含中文字符
2. 注意检查Limit、effort和velocity等参数设置是否正确

仿真中常见问题及解决方案

在Gazebo仿真中，常见的问题包括机械臂飞起、倒地等。这些问题可能由以下原因造成：

1. base_link与世界坐标系未正确固定
2. URDF模型中effort参数设置不当
3. 其他仿真参数设置不当

解决方法包括：

1. 确保base_link与世界坐标系正确固定
2. 检查并修正URDF模型中的参数设置
3. 调整仿真环境中的其他相关参数

通过以上步骤，可以成功导出机械臂的URDF模型，并在Gazebo中进行仿真。希望本文能帮助读者掌握这一重要技能。

本文原文来自CSDN，作者shdhckcjc