SoildWorks模型导入MATLAB(Simmechanics/URDF)

一、Simmechanics

到MALTAB官网下载simlink

 https://cn.mathworks.com/products/simmechanics/download_smlink.html

按照步骤安装,然后在 SolidWorks 工具-插件里勾选simscape multibody link选项

在工具栏可以看到simscape multibody link,选择export,选择第一个(不要选第二个first generation,因为MATLAB快不支持第一代了),完成以上步骤后就会自动生成xml文件了(中文名零件名可能会影响导出)。

 

二、SolidWorks生成URDF文件

URDF (Unified Robot Description File)

 

  • Briefly URDF is used to describe a robot and run in ROS (Gazebo or Rviz)

  • More details check the link http://wiki.ros.org/urdf

 

Generate URDF from SolidWorks

 

Download sw_urdf_exporter plugin

 

Prepare The Assembly SolidWorks Model

    • Create the reference frames of each joints respectively according to the DH model
    • Create the reference axis of each joints respectively (basically along with each z axis)

Using Plugin to export URDF

    • tools ---> file ---> export as urdf

export_as_urdf

    • Define the link relationship

    • Input the parameters
  • please input the joint limit otherwise there will have some errors
  • Check the origin blocks for each joint since the MH has experienced the wrong transformation generated by the plugin

 

Conclusion

  • Be caution about the direction of frame and axis
  • Be caution about the frame transformation
<think>好的,我现在需要回答用户关于SolidWorks导出的URDF文件和机械臂XML文件在Matlab仿真中的异同的问题。首先,我得理解这两个文件的基本概念和用途。 URDF是Unified Robot Description Format的缩写,主要用于ROS(机器人操作系统)中描述机器人模型,包括链接、关节、质量、惯性矩阵等信息。而XML文件可能指的是Simscape Multibody或SimMechanics使用的模型文件,这些文件同样用来描述多体系统,但结构和应用环境不同。 接下来,我需要比较它们在Matlab中的使用差异。Matlab支持多种机器人仿真工具,比如Robotics System Toolbox和Simscape Multibody。URDF可能在Robotics Toolbox中使用,而Simscape可能需要特定的XML格式。需要确认两种文件在导入Matlab时的兼容性,以及它们如何影响仿真过程,比如动力学计算、控制算法开发等。 还要考虑文件结构的差异,URDF可能更侧重于ROS集成,而Simscape的XML可能包含更多物理特性参数。此外,用户可能需要知道转换工具或中间步骤,例如是否需要将URDF转换为Simscape可识别的格式,或者是否有现成的导入函数。 最后,确保回答结构清晰,分点说明异同,并给出使用建议,帮助用户根据需求选择合适的文件类型。</think>在Matlab中进行机械臂仿真时,SolidWorks导出的URDF文件和机械臂XML文件的主要异同如下分析: **一、文件格式本质差异** 1. **URDF文件**(Unified Robot Description Format) - ROS生态系统标准格式 - 采用XML语法描述机器人拓扑结构 - 包含link/joint的几何、质量、惯性等参数 - 支持传感器、传输装置等扩展标签 2. **Simscape XML文件** - Matlab/Simulink专用格式 - 遵循Simscape Multibody规范 - 包含完整多体动力学参数(摩擦、刚度等) - 集成控制系统接口信息 **二、Matlab中的使用对比** | 特征 | URDF文件 | Simscape XML文件 | |--------------------|-----------------------------|--------------------------| | 导入方式 | `importrobot`函数 | Simscape Multibody接口导入 | | 仿真环境 | Robotics System Toolbox | Simscape Multibody环境 | | 动力学计算 | 仅运动学/简单动力学 | 完整多体动力学仿真 | | 控制接口 | ROS兼容控制接口 | Simulink信号直接连接 | | 可视化效果 | 基础三维渲染 | 高保真物理可视化 | | 传感器支持 | 需额外配置 | 内置传感器模块 | **三、关键差异点详解** 1. **物理精度差异** - URDF:侧重几何参数,惯性数据需精确校验 - Simscape XML:包含材料属性、接触力学等高级参数 2. **控制开发流程** - URDF适合: - ROS联合仿真 - 快速算法验证 - 运动规划测试 - Simscape XML适合: - 高精度物理仿真 - 机电一体化联合仿真 - 控制参数整定 3. **模型修改复杂度** - URDF可直接文本编辑 - Simscape XML建议通过SimMechanics工具链修改 **四、转换与互操作性** 1. 存在转换工具链: ```matlab smimport('robot.urdf') % 将URDF转为Simscape模型 ``` 2. 转换注意事项: - 需补全URDF中缺失的动力学参数 - 关节约束类型可能需手动修正 - 质量属性单位需统一检查 **五、典型应用场景建议** - **选择URDF的情况**: - 需要与ROS联合仿真 - 进行运动学算法验证 - 快速原型开发阶段 - **选择Simscape XML的情况**: - 要求物理精确的接触仿真 - 执行硬件在环(HIL)测试 - 进行能量消耗分析 - 需要与电气系统联合仿真 **六、最新改进(2023版Matlab)** 1. URDF导入增强: - 自动惯性参数估算 - STL网格自动简化优化 - ROS 2兼容性提升 2. Simscape XML新特性: - 非线性柔性体支持 - 实时仿真代码生成 - 数字孪生云部署功能 建议根据具体需求选择:优先使用URDF进行算法验证,采用Simscape XML执行高保真物理仿真。两者可通过Matlab工具链实现协同工作,建议建立统一的参数维护机制以保证模型一致性。
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