[robot]_algo.json 文件参数释义

[robot]_algo.json 为机器人配置文件,记录了机器人各项参数信息,决定了机器人的分类、各连杆dh参数、各关节运动上下限、各关节起始位置、各关节旋转方向等内容。

以下为 [robot]_algo.json 文件的代码片段。

{
	"algo_type": "SphericalWrist_SixAxis",
	#DH parameters [meter]
	"dh": [ A, B, C, D, E, F ],
	"dhPassive": [ A1X, A1Z, B0X, B0Z, B2X, B2Z ],
	#joint limits [degree]
	"min_limits": [ J1 min, J2 min, J3 min, J4 min, J5 min, J6 min ],
	"max_limits": [ J1 max, J2 max, J3 max, J4 max, J5 max, J6 max ],
	"link3_dynamic_limits": [Min, Max],
	#joint positions at standard pose [degree]
	"mastering_joints": [ J1, J2, J3, J4, J5, J6 ],
	#joint orientations [0/1]
	"axis_flip": "J1J2J3J4J5J6",
	#robot base location [meter,meter,meter,degree,degree,degree]. If robot has not been moved, robot base frame equals to World frame.
	"robot_frame_in_robot_base_frame": [ x, y, z, rx, ry, rz ],
	#robot flange frame orientation [x/y/z]
	"flange_frame_orientation": "z"
}

[robot]_algo.json 文件内容

机器人构型

参数

algo_type

示例

"algo_type": "SphericalWrist_SixAxis"

说明

机器人构型。

在 Mech-Viz 1.8.0 中,机器人被分为15个大类,机器人各构型详细信息可以参考机器人构型

机器人DH参数

参数

dh

示例

"dh": [ 0.465, 0.2, 0.88, 0.21, 1.100, 0.225 ]

说明

机器人主动关节dh参数。

定义和计算方式请参考机器人构型中的机器人构型图部分。

参数

dhPassive

说明

机器人被动关节的dh参数。定义和计算方式请参考机器人构型中的机器人构型图部分。

dhPassive并未根据机器人构型而单独划分,而是统一成[ A1X, A1Z, B0X, B0Z, B2X, B2Z ]的形式,空位需要补零。

机器人关节范围

参数

minlimits

示例

"min_limits": [ -160, -65, -77, -360, -125, -360 ]

说明

此参数定义机器人各轴的最小运动范围。

参数

maxlimits

示例

"max_limits": [ 160, 120, 90 , 360, 125, 360 ]

说明

此参数定义机器人各轴的最大运动范围。

  • 大部分机器人可以从机器人产品说明书上获取准确的机器人各轴运动范围,Nachi、Hyundai等品牌产品说明书上标注的各轴范围不准确,无法直接使用。

  • 对于每一个关节,都分为上限和下限两个参数,且与 axis_flip 参数关联,特定情况下需要将上下限参数对调,符号取反。比如 "axis_flip": "101010" 、 "link3_dynamic_limits": [-204,80] ,如果 "axis_flip": "100010" ,则 "link3_dynamic_limits": [-80,240]。

参数

link3_dynamic_limits

示例

"link3_dynamic_limits": [-204,80]

说明

动态限位参数。

参数

link4_dynamic_limits

说明

动态限位参数。

机器人各轴为 0° 时的位姿

参数

mastering_joints

示例

"mastering_joints": [ -90, 0, 0, 0, 0, 90 ]

说明

此参数定义机器人各轴为 0° 时的位姿。

当参数全部为零时,机器人各轴的0°位姿与模型建模时的姿态一致。

对于部分机器人,如KUKA全系列机器人,J2、J3为零时的姿态不是 Mech-Viz 默认姿态,需要对应调整 mastering_joints 中的J2、J3参数。

机器人各轴旋转方向

参数

axis_flip

示例

"axis_flip": "101010"

说明

此参数定义机器人各轴的旋转方向。

  • 机器人模型制作完成后需要对照 Mech-Viz 与机器人仿真软件,或真实机器人,查看各轴转动方向是否一致,如果不一致则需要调整此参数。

  • 此参数会影响机器人关节角上下限 minlimits、maxlimits,以及动态限位 link3_dynamic_limits、link4_dynamic_limits 参数。

机器人坐标系参数

参数

robot_frame_in_robot_base_frame

说明

此参数定义机器人坐标系相对于机器人底座的位置。

  • 对于FANUC、YASKAWA品牌机器人坐标系高于底座一个dh1的,该参数应该填写为 [ 0, 0, dh1, 0, 0, 0 ]。即机器人坐标系位于机器人底座坐标系+Z方向dh1位置上。

  • 对于KAWASAKI品牌机器人面朝+Y方向的,该参数应该填写为 [ 0, 0, 0, 0, 0, -90]。即机器人坐标系相对于机器人底座坐标系绕底座坐标系Z轴逆时针旋转了90度。

  • 对机器人坐标系较为特殊的 YASKAWA MPL3500 Wall 壁挂机器人,根据实际情况调整该参数,最终确定为 [ 0, 0, 0.8, 0, -90 , 90 ]。即机器人坐标系相对于机器人底座坐标系高了一个dh1,并且绕底座坐标系Y轴和Z轴做了旋转。

机器人法兰坐标系朝向

参数

"robot_flange_orientation": "x/y/z"

示例

"robot_flange_orientation": "x"

说明

部分品牌的机器人,如图灵TURIN,其法兰坐标系朝向不是常规的z轴向外,而是x轴向外。可通过配置参数"robot_flange_orientation": "x",将机器人法兰坐标系朝向改为x。不填写该参数时默认机器人法兰坐标系z轴向外。


使用新制作机器人模型时的注意事项

使用新制作的机器人模型时,需要从真实机器人确认以下参数:

  • axis_flip

    对比查看 Mech-Viz 和真实机器人的各轴转动方向是否一致。

  • dh

    通过以下两种方法对比查看 Mech-Viz 中的仿真机器人和真实机器人的位姿数据是否一致。

    • 同步关节角对比工具位姿。

    • 同步工具位姿对比关节角。

      真实机器人的 dh 参数与参数文件内的理论值越接近,机器人精度越高。一般认为误差在 1mm 内是可以接受的。

  • mastering_joints

    对比查看 Mech-Viz 中的仿真机器人和真实机器人的位姿数据是否一致。

    检查时需要特别注意 1、4、6 轴。

  • min_limits/max_limit

    对比查看 Mech-Viz 中的仿真机器人和真实机器人的位姿数据是否一致。

    软限位一定不能大于真实机器人的硬限位。

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