Инструкция по управлению манипуляционным роботом в среде ROS
Содержание
Установка ПО
Загрузка и установка окружения
Для работы с пакетами управления манипулятором в среде ROS необходимо создать окружение. Для этого можно использовать виртуалную машину, порядок установки которой изложен по следующей ссылке. В случае, когда на персональном копьютере уже установлена Linux-система, то для корректной работы с пакетами управления манипулятором необхдимо иметь систему Ubuntu 18.04 и ROS Melodic.
Скачивание необходимых пакетов пакетов
Для работы с манипулятором в системе ROS необходимо скачать специальные пакеты управления, позволяющие работать как с симуляционной моделью, так и с реальным роботом. Пакеты располагаются на GitHub. Скачать их можно либо через инструменты git (команда git clone {ссылка на скачиваемые файлы}) либо непосредственно с сайта.
В результате скачивания любым из представленных способов получены две папки (workspace). Одна из папок содержит пакеты для управления реальной моделью, вторая для работы с симуляцией. Полученные папки требуется расположить в следующем формате:
В данном случае папка robotic_arms_ws содержит пакеты для работы с реальным роботом, папка robotic_arms_ws_simulation - пакеты для работы с симуляционной моделью.
Описание кинематики манипулятора
Описание манипулятора
В качестве объекта управления используется манипулятор с угловой кинематикой компании Aplied Robotics.
Данный манипулятор представляет из себя устройство, в состав которого входят только вращательные подвижности. Всего подвижностей манипулятора пять - три переносные и две ориентирующие. Благодаря этому для однозначного задания положения схвата манипулятора в трехмерном пространстве достаточно указать три декартовы координаты центра системы координат схвата, а так же два угла ориентации её осей. Наличие только пяти степеней подвижности вносит некоторые ограничения в позиционировании схвата, так как для задания ориентации твердого тела в пространстве необходимо указать шесть параметров - три координаты положения и три угла ориентации. По этой причине схват манипулятора может не достигать некоторых положений.
На данной схеме изображены обобщенные координаты подвижностей манипулятора q1 - q5, звенья руки с индексами 0 - 4, а также схват 5. Под номером 0 обозначено условно неподвижное звено (стойка), которое является базовым. Все координаты, связанные с этим звеном, называются базовыми. За счет наличия пяти степеней подвижности, звенья манипулятора от 2 до 5 совершают плоское движение. Обобщенная координата q1 осуществляет вращения этой плоскости вокруг звена 1. Схват представляет из себя устройство, состоящее из сервомотора, двух пальцев, направляющей движения пальцев и дополнительных соединительных деталей.
