步驟1：添加抓取器

一開始添加抓手有點(diǎn)讓人困惑，所以我在上一篇文章中跳過了這一部分。事實(shí)證明，這畢竟不是那么困難。

您將需要修改URDF文件以添加抓手鏈接和關(guān)節(jié)。

為我的機(jī)器人修改的URDF文件已附加到此步驟。基本上，它遵循與手臂零件相同的邏輯，我只添加了三個(gè)新鏈接（claw_base，claw_r和claw_l）和三個(gè)新關(guān)節(jié)（joint5是固定的，joint6，joint7是旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)）。

修改URDF文件后，還需要使用MoveIt安裝助手來更新MoveIt生成的軟件包和xacro文件。

使用以下命令啟動(dòng)安裝助手

roslaunch moveit_setup_assistant setup_assistant.launch

單擊“編輯現(xiàn)有MoveIt配置”，然后選擇包含MoveIt包的文件夾。

添加新的計(jì)劃組夾持器（帶有夾持器的鏈接和接頭）以及末端執(zhí)行器。我的設(shè)置在下面的屏幕截圖中。注意，您沒有為夾具選擇運(yùn)動(dòng)學(xué)求解器，這不是必需的。生成軟件包并覆蓋文件。

在catkin工作區(qū)中運(yùn)行

catkin make

命令。

好吧，現(xiàn)在我們有了一條帶有抓爪的手臂！

步驟2：構(gòu)建手臂

正如我在提到Juergenlessner創(chuàng)建手臂3D模型之前提到的那樣，感謝您所做的出色工作。如果您單擊鏈接，則可以找到詳細(xì)的組裝說明。

我不得不修改控制系統(tǒng)。我使用帶有傳感器護(hù)罩的Arduino Uno來控制伺服器。傳感器屏蔽層在簡化布線方面有很大幫助，并且還易于為伺服器提供外部電源。我使用通過降壓模塊（6V）連接到Sensor Shield的12V 6A電源適配器。

關(guān)于伺服器的注釋。我使用從淘寶購買的MG 996 HR伺服器，但是質(zhì)量真的很差。絕對(duì)是便宜的中國仿冒品。用于肘關(guān)節(jié)的那個(gè)沒有提供足夠的扭矩，甚至在重載下也開始發(fā)煙。我不得不用質(zhì)量更好的制造商的MG 946 HR替換肘關(guān)節(jié)伺服器。

長話短說-購買優(yōu)質(zhì)的伺服器。如果魔術(shù)煙霧從您的伺服器中冒出，請使用更好的伺服器。 6V是非常安全的電壓，請不要增加它。不會(huì)增加扭矩，但會(huì)損壞伺服器。

伺服器接線如下：

基座2

shoulder2 4

shoulder1 3

肘部6

抓爪8

手腕11

隨意更改它，只要您還記得要更改Arduino草圖即可。

使用完硬件后，讓我們看一看！

步驟3：MoveIt RobotCommander界面

那么，現(xiàn)在呢？為什么仍然需要MoveIt和ROS？是不是可以直接通過Arduino代碼控制手臂？

是的。

好吧，現(xiàn)在如何使用GUI或Python/C ++代碼提供機(jī)器人姿勢至？ Arduino可以做到嗎？

排序。為此，您將需要編寫一個(gè)反向運(yùn)動(dòng)學(xué)求解器，它將采用機(jī)器人姿勢（3D空間中的平移和旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)）并將其轉(zhuǎn)換為伺服的關(guān)節(jié)角度消息。

盡管您可以自己做，但要做的工作卻很艱巨。因此，MoveIt和ROS為IK（逆運(yùn)動(dòng)學(xué)）求解器提供了一個(gè)不錯(cuò)的接口，可以為您完成所有繁重的三角提升。

簡短的回答：是的，您可以做一個(gè)簡單的機(jī)械臂，它將執(zhí)行一個(gè)硬編碼的Arduino草圖，從一個(gè)姿勢變?yōu)榱硪粋€(gè)姿勢。但是，如果您想使機(jī)器人更加智能并增加計(jì)算機(jī)視覺功能，則必須使用MoveIt和ROS。

我制作了一個(gè)非常簡化的圖表，說明MoveIt框架的工作原理。在我們的情況下，它將變得更加簡單，因?yàn)槲覀儧]有來自伺服器的反饋，而是要使用/joint_states主題為機(jī)器人控制器提供伺服器的角度。我們只缺少一個(gè)組件，那就是機(jī)器人控制器。

我們還等什么呢？讓我們寫一些機(jī)器人控制器，以便我們的機(jī)器人可以……更加可控。

第4步：機(jī)器人控制器的Arduino代碼

在我們的情況下，使用rosserial運(yùn)行ROS節(jié)點(diǎn)的Arduino Uno將成為機(jī)器人控制器。 Arduino草圖代碼已附加到此步驟，也可以在GitHub上使用。從弧度到度，然后使用標(biāo)準(zhǔn)Servo.h庫將其傳遞給舵機(jī)。

該解決方案有點(diǎn)笨拙，而不是工業(yè)機(jī)器人的解決方案。理想情況下，應(yīng)該在/FollowJointState主題上發(fā)布運(yùn)動(dòng)軌跡，然后接收關(guān)于/JointState主題的反饋。但是在我們的手臂上，業(yè)余伺服器無法提供反饋，因此我們將直接訂閱由FakeRobotController節(jié)點(diǎn)發(fā)布的/JointState主題。基本上，我們將假設(shè)傳遞給伺服器的任何角度都可以理想地執(zhí)行。

有關(guān)rosserial如何工作的更多信息，請查閱以下教程

http：//wiki .ros.org/rosserial_arduino/Tutorials

將草圖上傳到Arduino Uno之后，您需要使用串行電纜將其連接到運(yùn)行ROS安裝的計(jì)算機(jī)。

要啟動(dòng)整個(gè)系統(tǒng)，請執(zhí)行以下命令

roslaunch my_arm_xacro demo.launch rviz_tutorial：=true sudo chmod -R 777 /dev/ttyUSB0 rosrun rosserial_python serial_node.py _port：=/dev/ttyUSB0 _baud：=115200

現(xiàn)在，您可以在RVIZ中使用交互式標(biāo)記將機(jī)器人手臂移動(dòng)到一個(gè)姿勢，然后按計(jì)劃并執(zhí)行，使其實(shí)際移至該位置。

魔術(shù)！

現(xiàn)在，我們可以編寫用于斜坡測試的Python代碼了。好吧，差不多。..

第5步：（可選）生成IKfast插件

默認(rèn)情況下，MoveIt建議使用KDL運(yùn)動(dòng)學(xué)求解器，它不會(huì)少于6個(gè)自由度臂真的可以工作。如果您緊跟本教程，那么您會(huì)注意到RVIZ中的手臂模型無法達(dá)到某些手臂配置應(yīng)支持的姿勢。

推薦的解決方案是使用OpenRave創(chuàng)建自定義運(yùn)動(dòng)學(xué)求解器。并不是那么困難，但是您必須構(gòu)建它，并且它是來自源的依賴項(xiàng)，或者使用docker容器（無論您喜歡哪個(gè)）。

該過程在本教程中有很好的記錄。確認(rèn)可以在運(yùn)行Ubuntu 16.04和ROS Kinetic的VM上運(yùn)行。

我使用以下命令生成了求解器

openrave.py --database inversekinematics --robot=arm.xml --iktype=translation3d --iktests=1000

然后運(yùn)行

rosrun moveit_kinematics create_ikfast_moveit_plugin.py test_robot arm my_arm_xacro ikfast0x1000004a.Translation3D.0_1_2_f3.cpp

生成MoveIt IKfast插件。

整個(gè)過程比較耗時(shí)，但是如果您仔細(xì)閱讀本教程，并不是很困難。如果您對(duì)此部分有疑問，請?jiān)谠u(píng)論或PM中與我聯(lián)系。

第6步：斜坡測試！

現(xiàn)在我們可以嘗試進(jìn)行漸變測試了，我們將使用ROS MoveIt Python API執(zhí)行該測試。

該步驟附帶了Python代碼，該代碼也可以在github存儲(chǔ)庫中找到。如果您沒有坡道或想嘗試其他測試，則需要在代碼中更改機(jī)器人的姿勢。為此，在已經(jīng)運(yùn)行RVIZ和MoveIt的情況下，首先在終端中執(zhí)行

rostopic echo /rviz_moveit_motion_planning_display/robot_interaction_interactive_marker_topic/feedback

。然后將帶有交互式標(biāo)記的機(jī)器人移動(dòng)到所需位置。位置和方向值將顯示在終端中。只需將它們復(fù)制到Python代碼即可。

要在運(yùn)行RVIZ和rosserial節(jié)點(diǎn)的情況下執(zhí)行

rosrun my_arm_xacro pick/pick_2.py

進(jìn)行斜坡測試。

責(zé)任編輯：wv