机器人工具箱、Pinocchio、Mucojo验证7轴机械臂正运动学、雅克比矩阵
劉海濤LHT
2024年06月03日 18:00
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机器人的那些事

1、前沿

利用Matlab机器人工具箱、Pinocchio动力学库、Mucojo仿真软件验证7自由度机械臂(以Franka Research 3 为例)的正运动学、雅克比矩阵。


2、配置

2.1、Matlab机器人工具箱版本

2.2、Pinocchio版本

2.3、Mujoco版本

2.4、设置:7个关节角度都是0的时候,验证这三种方式得到 Joint7(不是末端法兰,是第7个关节) 的正运动学、雅可比矩阵是否一致。


3、Matlab机器人工具箱验证FK、Jacobian

在Matlab中运行 Franka_FK_Jacobian.m 这个文件,计算7个关节角度都是0的时候的正运动学雅可比矩阵

4、Pinocchio动力学库验证FK、Jacobian

需要提前安装pinocchio库,运行pinocchio_FK_Jacobian.py,文件中就是导入Franka的urdf文件,然后计算正运动学、雅可比矩阵。

pinocchio动力学库使用的meshcat进行的可视化,就是在网页端进行显示。

Franka机器人的关节角度都是0时,正运动学雅可比矩阵计算结果如下

5、Mujoco仿真软件验证FK、Jacobian

需要提前安装pip install mujoco,运行 Mujoco_FK_Jacobian.py 文件。

原理也是导入xml格式的franka机器人的描述文件,然后计算关节角度都为0的时候的正运动学、雅可比矩阵。

Franka机器人的关节角度都是0时,正运动学雅可比矩阵计算结果如下

5、总结

利用这三种方式,计算Franka机器人的正运动学、雅可比矩阵,结果都是一样的。

所有文件都在这个文件夹(Test_FK_Jacobian)中

后续可以深入研究,逆解、动力学计算、还有移动操作机器人的雅可比矩阵(已经成功验证了),零空间映射等