ROS进阶——在ROS平台的搭建自己的机器人

最新推荐文章于 2025-06-17 12:45:09 发布

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本文介绍如何将SOLIDWORKS 3D模型转换为URDF格式，并导入RVIZ中预览。同时，详细阐述了使用Moveit提供的setup_assistant配置三轴机械臂的过程，包括安装Moveit、配置向导等关键步骤。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

一、将SOLIDWORKS中的3D模型转换为URDF导入RVIZ中

1.1 将3D模型转为URDF

安装sw_urdf_exporter。

根据需求在3D模型上添加关节，建议将末端单独分出来，完成关节添加后，输出配置。

注意：需设置Limit的最大和最小值，此为关节运动限制，若后期发现关节限制设置错误，可以在生成URDF文件中进一步修改。

此项可以采用默认，根据需要可以修改Color参数，使各关节显示不同颜色。

生成URDF后，需要在ROS环境下进行修改，可参考URDF文件解析

注意1：SolidWorks所有的零件都应该是浮动，并且根据机器人与地面接触及末端点实际状况进行设置，通常设置角度限制不能过大，需去掉配合，保证各关节能动，生成的坐标系与选中构件的坐标重合。

注意2：rviz内坐标系为右手系，如下图所示，若自动生成base坐标系与该坐标系不同，可进行修改，修改后需删除除base坐标系以外的坐标系然后重新生成。

1.2 修改package文件内容

(1) 修改package.xml文件

修改email部分为正确邮件格式

  <maintainer email="me@email.com" />

(2) 修改display.launch文件

将urdf文件夹的名字修改与robot_description一致

将display.launch里的gui参数改成“True”

<launch>
  <arg
    name="model" />
  <arg
    name="gui"
    default="True" />
  <param
    name="robot_description"
    textfile="$(find robothand)/robots/robothand.urdf" />
  <param
    name="use_gui"
    value="$(arg gui)" />
  <node
    name="joint_state_publisher"
    pkg="joint_state_publisher"
    type="joint_state_publisher" />
  <node
    name="robot_state_publisher"
    pkg="robot_state_publisher"
    type="state_publisher" />
  <node
    name="rviz"
    pkg="rviz"
    type="rviz"
    args="-d $(find robothand)/urdf.rviz" />
</launch>

1.3 测试

将配置好的的URDF文件夹移动到工作空间的src目录下，打开终端，通过roslaunch 命令运行display.launch，若提示错误可通过source解决。

二、使用Ｍoveit提供的setup_assistant配置三轴机械臂

2.1 安装Moveit

sudo apt-get install ros-Kinetic-moveit
source /opt/ros/Kinetic/setup.bash

注意：Kinetic需换成当前ROS版本号

2.2 配置向导

注意：若更新过moveit库，需重新配置生成config文件，否则会运行报错。

具体流程可参考官方流程

将配置好的的URDF文件夹移动到工作空间的src目录下，打开终端，运行下面命令，若提示错误可通过source解决

roslaunch moveit_setup_assistant setup_assistant.launch

配置项目概述：

start：启动，导入URDF
Generate Self-Collision Matrix：生成碰撞检测矩阵
Add Virtual Joints：添加虚拟关节
Add Planning Groups：添加运动规划组
Add Robot Poses：添加机器人姿态
Label End Effectors：标记末端执行器
Add Passive Joints：添加从动关节
3D Perception：添加3D传感器
Gazebo Simulation：Gazebo仿真配置
ROS Control：ROS Control配置
Add Author Information：添加作者信息
Generate Configuration Files：生成配置文件

（1）启动，导入URDF，有两个选项，的一个为新建，第二个为修改

../../_images/setup_assistant_start.png

（2）生成碰撞检测矩阵，点击生成即可，参数采用默认 after

（3）添加虚拟关节，将机器人与世界连接，根据机器人类型（固定，移动或其他）选择连接方式,。

../../_images/setup_assistant_panda_virtual_joints.png

（4）添加运动规划组，后续编程时以组为单位进行控制

机械臂规划组：chain包括base到末端，必须设置默认运动规划算法和逆解算法。
末端规划组：Joint：末端；Links：末端Links；若无动作无需解算器。

../../_images/setup_assistant_panda_planning_groups_gripper.png

（5）添加机器人姿态，自定义的机器人基本位置，一般设置初始位置即可。

../../_images/setup_assistant_panda_saved_poses.png

（6）标记末端执行器，选取末端执行器组，若需将末端点于末端坐标重合，Parent Link需选末端的Link。

../../_images/setup_assistant_panda_end_effector_add.png

（7）添加从动关节，不带驱动器，在主动关节带动下移动，为可选项。

（8）添加3D传感器，生成sensors_3d.yaml文件，如无需要可以选择none，后续有需要也可以手动添加。

sensors_3d.yaml文件具体说明http://docs.ros.org/kinetic/api/moveit_tutorials/html/doc/perception_pipeline/perception_pipeline_tutorial.html

../../_images/setup_assistant_panda_3d_perception_point_cloud.png

（9）Gazebo仿真配置，生成兼容Gazebo的URDF文件，可选项，如需求可生成。

../../_images/setup_assistant_panda_simulation_screen.png

手动生成流程

启动gazebo

roslaunch gazebo_ros empty_world.launch paused:=true use_sim_time:=false gui:=true throttled:=false recording:=false debug:=true

生成模型

rosrun gazebo_ros spawn_model -file </path_to_new_urdf/file_name.urdf> -urdf -x 0 -y 0 -z 1 -model panda

（10）ROS_Control配置，设置机器人控制相关接口并自动生成相关文件，也可手动添加，此为新更新后添加选项。

ROS_Control：http://wiki.ros.org/ros_control

根据提示设置控制组的名字和控制器类型，然后将上面设置的规划组添加到控制器中。

../../_images/setup_assistant_panda_ros_control_create.png

../../_images/setup_assistant_panda_ros_control_add_joints.png

（11）添加作者信息，按照格式填写即可，不填会导致报错。

（12）生成配置文件，放置到对应工作空间内(需先新建存放用的文件夹然后选中)，建议名字设置为<robot_name>_moveit_config

../../_images/setup_assistant_panda_done.png

2.3 测试

将配置好的的config文件夹放置到工作空间的src目录下，打开终端，通过roslaunch 命令运行demo.launch，若提示错误可通过source解决。

参考

【ROS学习】Solidworks模型转化为URDF文件格式+三连杆机械臂示例+逆运动学

MoveIt! Setup Assistant