ROS笔记之Gazebo机器人仿真(三)——Soildworks三维图导出URDF文件

本文详细介绍了如何使用Solidworks中的sw_urdf_exporter插件将三维模型转换为URDF文件,包括插件安装、坐标系与转轴的设置、URDFExporter配置等步骤,适用于机器人设计及仿真前的模型准备。

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1.引言

  这章我们将学习如何把上一章中创建的三维图导出为URDF文件。

2.插件安装

  首先我们需要安装sw_urdf_exporter插件。安装成功后我们可以在Soildworks中看到相应的插件。
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3.添加坐标系和转轴

  在导出URDF中需要用到每个零件的坐标系,有的还需要转轴,我们先来进行创建。

3.1添加车轮的坐标系和转轴

(1)创建车轮的坐标系,要注意的是通过调整坐标系方向保证x轴正方向为小车的前进方向,y轴的正方向指向左侧,z轴正方向竖直向上
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(2)创建车轮旋转轴
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(3)根据同样的方法创建其他三个车轮的坐标系与转轴。
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3.2添加车身和传感器的坐标系

(1)添加车身坐标,调整坐标系方向保证x轴正方向为小车的前进方向,y轴的正方向指向左侧,z轴正方向竖直向上
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(1)添加传感器坐标,调整坐标系方向保证x轴正方向为小车的前进方向,y轴的正方向指向左侧,z轴正方向竖直向上
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4.URDF Exportor的配置

(1)点击工具,在下拉选项中选择file,点击出现Export to URDF,左边会出现URDF Exportor的属性界面。
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(2)配置车身参数
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(3)依次配置四个轮子参数
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(4)配置传感器参数
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(5)因为四个轮子与车身间为旋转副,所以需要配置limit参数。配置完点Next
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(6)这里直接点Finish,保存URDF文件。
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(7)下图就是生成的文件。下一章将介绍如何在Rviz和Gazebo中显示我们创建的模型。
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<think>好的,用户想了解维铰链的建模或仿真工具。首先,我需要确定铰链在维建模中的具体应用场景,比如机械设计、机器人学或者动画制作。接下来,应该考虑不同领域常用的工具。机械工程可能使用SolidWorks或AutoCAD,而机器人学和图形学可能涉及MuJoCo、Blender或ROS。 然后,我需要回忆用户提供的引用内容。引用[2]提到关节物体,如眼镜和笔记本电脑,涉及维重建和运动学结构,推荐了PARIS项目。引用[3]和[4]提到了MuJoCo和ROS中的路径规划,这可能与仿真相关。引用[1]中的VCell虽然主要用于生物建模,但支持维几何结构,可能也相关。 接下来,整理工具列表。应该包括商业软件如SolidWorks、ANSYS,开源工具如Blender、Gazebo,以及研究导向的工具如MuJoCo、Drake。同时,结合引用中的PARIS项目,可以推荐该工具进行部分级重建和运动分析。 还要注意用户可能需要工具的具体应用,比如动力学仿真需要MuJoCo,机器人控制可能需要ROS和MoveIt。需要区分建模工具和仿真工具,确保覆盖不同需求。 最后,生成相关问题,帮助用户深入探索,比如比较工具优劣,学习资源,或特定领域应用。确保回答结构清晰,分点列出工具,每个工具简要说明特点,并附上引用来源。</think>### 维铰链建模与仿真工具 维铰链(3D Hinge)的建模与仿真涉及机械设计、机器人学、计算机图形学等领域。以下是常用的工具和技术: --- #### 1. **多体动力学仿真工具** - **MuJoCo** 支持复杂关节(包括铰链)的物理仿真,常用于机器人学和生物力学研究。其XML格式可定义铰链的旋转轴、阻尼、摩擦等参数[^3]。 示例代码片段: ```xml <body name="hinge_body"> <joint name="hinge_joint" type="hinge" axis="0 0 1"/> <geom type="box" size="0.1 0.2 0.05"/> </body> ``` - **Drake** 由MIT开发的开源工具,支持铰链机构的动力学分析与控制设计,提供Python和C++接口。 - **Gazebo (ROS)** 机器人操作系统(ROS)中的仿真环境,可通过URDF文件定义铰链关节: ```xml <joint name="revolute_joint" type="revolute"> <parent link="base_link"/> <child link="rotating_link"/> <axis xyz="0 0 1"/> </joint> ``` --- #### 2. **维建模与CAD软件** - **SolidWorks** 机械设计中常用的参数化建模工具,可直接定义旋转副(Revolute Joint)并导出为STEP或IGES格式用于仿真[^2]。 - **Blender** 开源维建模软件,通过“刚体动力学”插件可模拟铰链运动,适用于动画和简单物理仿真。 - **AutoCAD Inventor** 支持机构运动仿真,可分析铰链的角速度、扭矩等参数。 --- #### 3. **研究专用工具** - **PARIS (ICCV 2023)** 针对铰链物体的部分级重建与运动分析工具,结合深度学习从点云数据中提取铰链参数(如旋转轴、角度限制)[^2]。 - **VCell** 支持基于实验图像或解析表达式定义维几何结构,适用于生物力学中的铰链模拟(如关节运动)[^1]。 --- #### 4. **路径规划与交互仿真** - **TEB Local Planner (ROS)** 用于机器人路径规划,可结合铰链物体的运动学约束优化轨迹[^4]。 示例命令: ```bash roslaunch teb_local_planner geometric.launch ``` ---
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