在moveit2中实现四连杆及曲柄滑块

在moveit2中实现四连杆及曲柄滑块

在机器人运动学中，四连杆及曲柄滑块是一个经典的机构，它可以将旋转运动转化为直线运动。在moveit2中，我们可以通过建立机器人模型和运动规划来实现这个机构的运动。

首先，我们需要建立机器人模型。在moveit2中，我们可以使用URDF（Unified Robot Description Format）格式来描述机器人模型。下面是一个简单的四连杆及曲柄滑块的URDF文件示例：

<?xml version=1.0?>
<robot name=four_bar_linkage>
  <link name=base_link/>
  <link name=link1/>
  <link name=link2/>
  <link name=link3/>
  <link name=link4/>
  <joint name=joint1 type=revolute>
    <parent link=base_link/>
    <child link=link1/>
    <origin xyz=0 0 0 rpy=0 0 0/>
    <axis xyz=0 0 1/>
  </joint>
  <joint name=joint2 type=revolute>
    <parent link=link1/>
    <child link=link2/>
    <origin xyz=0 0 0 rpy=0 0 0/>
    <axis xyz=0 0 1/>
  </joint>
  <joint name=joint3 type=revolute>
    <parent link=link2/>
    <child link=link3/>
    <origin xyz=0 0 0 rpy=0 0 0/>
    <axis xyz=0 0 1/>
  </joint>
  <joint name=joint4 type=revolute>
    <parent link=link3/>
    <child link=link4/>
    <origin xyz=0 0 0 rpy=0 0 0/>
    <axis xyz=0 0 1/>
  </joint>
</robot>

在这个URDF文件中，我们定义了五个link和四个joint，分别表示机构的五个连杆和四个旋转关节。其中，joint1连接base_link和link1，joint2连接link1和link2，joint3连接link2和link3，joint4连接link3和link4。

接下来，我们需要使用moveit2中的机器人模型加载器来加载这个URDF文件，并创建机器人模型。下面是一个简单的代码示例：

#include 
#include 

int main(int argc char** argv)
{
  // 初始化ROS节点
  ros::init(argc argv four_bar_linkage);

  // 创建机器人模型加载器
  robot_model_loader::RobotModelLoader robot_model_loader(robot_description);

  // 获取机器人模型
  robot_model::RobotModelPtr robot_model = robot_model_loader.getModel();

  // 输出机器人模型信息
  ROS_INFO_STREAM(Robot model frame:  << robot_model->getModelFrame());

  return 0;
}

在这个代码示例中，我们首先初始化了ROS节点，然后创建了一个机器人模型加载器，并使用URDF文件中的robot_description参数加载了机器人模型。最后，我们输出了机器人模型的参考坐标系。

接下来，我们需要使用moveit2中的运动规划器来规划机构的运动。在moveit2中，我们可以使用OMPL（Open Motion Planning Library）来进行运动规划。下面是一个简单的代码示例：

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

int main(int argc char** argv)
{
  // 初始化ROS节点
  ros::init(argc argv four_bar_linkage);

  // 创建机器人模型加载器
  robot_model_loader::RobotModelLoader robot_model_loader(robot_description);

  // 获取机器人模型
  robot_model::RobotModelPtr robot_model = robot_model_loader.getModel();

  // 创建运动规划器
  planning_pipeline::PlanningPipelinePtr planning_pipeline(new planning_pipeline::PlanningPipeline(robot_model nh planning_plugin request_adapters));

  // 创建运动规划场景
  planning_scene::PlanningScenePtr planning_scene(new planning_scene::PlanningScene(robot_model));

  // 创建机器人状态
  robot_state::RobotStatePtr robot_state(new robot_state::RobotState(robot_model));

  // 设置机器人状态
  robot_state->setToDefaultValues();

  // 创建运动规划请求
  planning_interface::MotionPlanRequest req;
  planning_interface::MotionPlanResponse res;

  // 设置运动规划请求
  req.group_name = manipulator;
  req.start_state = robot_state::robotStateToRobotStateMsg(*robot_state);
  req.goal_constraints.resize(1);
  req.goal_constraints[0] = kinematic_constraints::constructGoalConstraints(robot_model link4 robot_state);

  // 进行运动规划
  planning_pipeline->generatePlan(planning_scene req res);

  // 输出运动轨迹
  ROS_INFO_STREAM(Trajectory:  << res.trajectory_);

  return 0;
}

在这个代码示例中，我们首先创建了一个运动规划器，并使用机器人模型和planning_plugin参数来初始化它。然后，我们创建了一个运动规划场景和一个机器人状态，并将机器人状态设置为默认值。接下来，我们创建了一个运动规划请求，并设置了运动规划请求的起始状态和目标约束。最后，我们使用运动规划器来生成运动轨迹，并输出它。

总结

在moveit2中实现四连杆及曲柄滑块需要建立机器人模型和运动规划。我们可以使用URDF格式来描述机器人模型，并使用机器人模型加载器来加载它。然后，我们可以使用OMPL来进行运动规划，并使用运动规划器来生成运动轨迹。