gazebo中配置robotiq

1.下载功能包
- 1.UR机器人功能包下载
- 2.Robotiq功能包下载
- - 插件修改
2.gazebo仿真所需代码
- 1.修改urdf文件
- 2.创建yaml文件
- 3.创建launch文件
3.UR5和robotiq85结合
- 1.修改ur5的urdf文件
- 2.修改launch文件
- 3.运行launch文件查看效果

最原始的ros-industrial提供的robotiq夹爪的功能包，是不能用在gazebo中仿真的，只能在rviz中可视化，原因就是其urdf文件，或者说xacro文件中缺少在gazebo中需要的东西。下面就具体说一下应该修改哪些文件：

1.下载功能包

1.UR机器人功能包下载

github地址：https://github.com/ros-industrial/universal_robot/tree/melodic-devel
这个是Ubuntu18.04+ROS melodic版本的，如果需要其他版本请在分支中选择。
下载完成后记得编译工作空间。

2.Robotiq功能包下载

这里有两种版本的功能包
建议使用下面经过修改后的功能包。
这个是经过修改的：https://github.com/MetaMemoryT/robotiq_85_gripper-1
这个是ros-industrial的：https://github.com/ros-industrial/robotiq
我用的是修改过的，也就是第一个仓库中的，因为ros-industrial那个在使用robotiq_2f_85_gripper_visualization功能包时，其中的夹爪基座的dae文件是不正确的，在仓库的issue中也有人修改过，但是我还是没有修改成功，就用了另外一个仓库的功能包。而且这个包的好处就是支持在gazebo中仿真，因为作者已经修改好了xacro文件，添加了gazebo仿真必需的部分。

插件修改

由于在robotiq夹爪中有几个关节是被动关节（mimic joint），标准Gazebo不支持Mimic 关节仿真，所以需要安装一个插件。第一个功能包中用到了这个插件，如果出问题就用下面这个仓库中的代码代替：https://github.com/roboticsgroup/roboticsgroup_gazebo_plugins
这个仓库含有的插件很全：https://github.com/JenniferBuehler/gazebo-pkgs
下载好之后记得编译。

2.gazebo仿真所需代码

下面来说一下如果下载的是最原始版本的代码，如何修改。（如果使用的是第一个经过修改的代码，这部分请略过）

1.修改urdf文件

找到robotiq_2f_140_gripper_visualization/urdf/robotiq_arg2f_transmission.xacro这个文件，修改为：

<?xml version="1.0"?>
<robot xmlns:xacro="http://ros.org/wiki/xacro"><xacro:macro name="robotiq_arg2f_transmission" params="prefix"><transmission name="${prefix}finger_joint_trans"><type>transmission_interface/SimpleTransmission</type><joint name="${prefix}finger_joint"><hardwareInterface>hardware_interface/PositionJointInterface</hardwareInterface></joint><actuator name="${prefix}finger_joint_motor"><mechanicalReduction>1</mechanicalReduction></actuator></transmission><gazebo><!-- loading plugin: mimic joints works in gazebo now--><plugin filename="libroboticsgroup_gazebo_mimic_joint_plugin.so" name="${prefix}mimic_robotiq_85_4"><joint>${prefix}finger_joint</joint><mimicJoint>${prefix}right_outer_knuckle_joint</mimicJoint><multiplier>1.0</multiplier></plugin><plugin filename="libroboticsgroup_gazebo_mimic_joint_plugin.so" name="${prefix}mimic_robotiq_85_2"><joint>${prefix}finger_joint</joint><mimicJoint>${prefix}left_inner_finger_joint</mimicJoint><multiplier>-1.0</multiplier><!--<offset>0.0</offset>--></plugin><plugin filename="libroboticsgroup_gazebo_mimic_joint_plugin.so" name="${prefix}mimic_robotiq_85_1"><joint>${prefix}finger_joint</joint><mimicJoint>${prefix}right_inner_finger_joint</mimicJoint><multiplier>-1.0</multiplier></plugin><plugin filename="libroboticsgroup_gazebo_mimic_joint_plugin.so" name="${prefix}mimic_robotiq_85_3"><joint>${prefix}finger_joint</joint><mimicJoint>${prefix}left_inner_knuckle_joint</mimicJoint><multiplier>1.0</multiplier></plugin><plugin filename="libroboticsgroup_gazebo_mimic_joint_plugin.so" name="${prefix}mimic_robotiq_85_5"><joint>${prefix}finger_joint</joint><mimicJoint>${prefix}right_inner_knuckle_joint</mimicJoint><multiplier>1.0</multiplier></plugin></gazebo></xacro:macro></robot>

如果运行时有报错Deprecated syntax, please prepend ‘hardware_interface/’ to ‘PositionJointInterface’ within the tag in joint ‘finger_joint’
就把上面文件中的

<hardwareInterface>hardware_interface/PositionJointInterface</hardwareInterface>

改成

<hardwareInterface>hardware_interface/PositionJointInterface</hardwareInterface>

单独仿真夹爪时，需要用到ros-control，在此文件中添加:

<gazebo> <plugin name="gazebo_ros_control" filename="libgazebo_ros_control.so"> <robotNamespace>/</robotNamespace> <legacyModeNS>true</legacyModeNS> </plugin></gazebo>）

和ur机器人连接到一块时，一定要删掉这段！

2.创建yaml文件

在gazebo中仿真夹爪，要给它控制参数，即PID参数，在robotiq_2f_85_gripper_visualization下创建config文件夹，在config下创建gazebo_controller.yaml文件，把下面代码复制进去：

# Note: You MUST load these PID parameters for all joints that are using the
# PositionJointInterface, otherwise the arm + gripper will act like a giant
# parachute, counteracting gravity, and causing some of the wheels to lose
# contact with the ground, so the robot won't be able to properly navigate. See
# https://github.com/ros-simulation/gazebo_ros_pkgs/issues/612
gazebo_ros_control:pid_gains:# these gains are used by the gazebo_ros_control pluginfinger_joint:p: 20.0i: 0.1d: 0.0i_clamp: 0.2antiwindup: falsepublish_state: true# the following gains are used by the gazebo_mimic_joint pluginleft_inner_knuckle_joint:p: 20.0i: 0.1d: 0.0i_clamp: 0.2antiwindup: falsepublish_state: trueleft_inner_finger_joint:p: 20.0i: 0.1d: 0.0i_clamp: 0.2antiwindup: falsepublish_state: trueright_outer_knuckle_joint:p: 20.0i: 0.1d: 0.0i_clamp: 0.2antiwindup: falsepublish_state: trueright_inner_knuckle_joint:p: 20.0i: 0.1d: 0.0i_clamp: 0.2antiwindup: falsepublish_state: trueright_inner_finger_joint:p: 20.0i: 0.1d: 0.0i_clamp: 0.2antiwindup: falsepublish_state: true

继续在config下创建gripper_controller_robotiq.yaml文件：

gripper_controller:type: position_controllers/JointTrajectoryControllerjoints:- finger_jointconstraints:goal_time: 0.6stopped_velocity_tolerance: 0.05finger_joint: {trajectory: 0.01, goal: 0.01}stop_trajectory_duration: 0.5state_publish_rate:  25action_monitor_rate: 10

继续在config下创建joint_state_controller.yaml文件：

joint_state_controller:type: joint_state_controller/JointStateControllerpublish_rate: 50

3.创建launch文件

在robotiq_2f_85_gripper_visualization/launch文件夹下创建gripper_gazebo.launch文件:

<?xml version="1.0" ?><launch><param name="robot_description" command="$(find xacro)/xacro --inorder $(find robotiq_2f_85_gripper_visualization)/urdf/robotiq_arg2f_85_model.xacro" /><!-- Load gazebo controller configurations --><!-- Note: You MUST load these PID parameters for all joints that are usingthe PositionJointInterface, otherwise the arm + gripper will act like agiant parachute, counteracting gravity, and causing some of the wheelsto lose contact with the ground, so the robot won't be able to properlynavigate. Seehttps://github.com/ros-simulation/gazebo_ros_pkgs/issues/612 --><rosparam file="$(find robotiq_2f_85_gripper_visualization)/config/gazebo_controller.yaml" command="load" /><!-- Gazebo --><include file="$(find gazebo_ros)/launch/empty_world.launch"><arg name="paused" value="false" /></include><!-- Spawn the robot into Gazebo --><node name="spawn_urdf" pkg="gazebo_ros" type="spawn_model" args="-urdf -param robot_description -model robot -x 0 -y 0 -z 0.1" /><!-- Load ros_control controller configurations --><rosparam file="$(find robotiq_2f_85_gripper_visualization)/config/joint_state_controller.yaml" command="load" /><rosparam file="$(find robotiq_2f_85_gripper_visualization)/config/gripper_controller_robotiq.yaml" command="load" /><!-- Start the controllers --><node name="controller_spawner" pkg="controller_manager" type="spawner" output="screen" ns="/" args="joint_state_controller gripper_controller"/><!-- Robot state publisher --><node name="robot_state_publisher" pkg="robot_state_publisher" type="robot_state_publisher" output="screen" />
<node name="gui_controller" pkg="rqt_joint_trajectory_controller" type="rqt_joint_trajectory_controller" />
</launch>

其中最后调用的rqt_joint_trajectory_controller是一个工具，可以实时发布并控制机器人各关节的角度，如果没安装可以使用sudo apt-get install ros-melodic-joint-trajectory-controller来安装。
编译之后，用roslaunch robotiq_2f_85_gripper_visualization gripper_gazebo.launch命令就可以在gazebo中看到夹爪了（后面再放截图）。

3.UR5和robotiq85结合

这里需要修改ur5的描述文件

1.修改ur5的urdf文件

找到universial_robot/ur_description/urdf/文件夹，新建一个ur5_robot_robotiq85_gripper.urdf.xacro文件或直接复制ur5_robot.urdf.xacro，然后把名字改成这个也可以。这个文件中包含如下代码：
可以对比下和原来的文件相比增加了哪些代码。

<?xml version="1.0"?>
<robot xmlns:xacro="http://wiki.ros.org/xacro" name="ur5" ><xacro:arg name="transmission_hw_interface" default="hardware_interface/PositionJointInterface"/><!-- common stuff --><xacro:include filename="$(find ur_description)/urdf/common.gazebo.xacro" /><!-- ur5_robotiq85_gripper --><xacro:include filename="$(find ur_description)/urdf/ur5.urdf.xacro" /><xacro:include filename="$(find robotiq_85_description)/urdf/robotiq_85_gripper.urdf.xacro" /><!-- arm --><xacro:ur5_robot prefix="" joint_limited="false"transmission_hw_interface="$(arg transmission_hw_interface)"/><!--robotiq_85_gripper--><xacro:robotiq_85_gripper prefix="" parent="ee_link"/><link name="world" /><joint name="world_joint" type="fixed"><parent link="world" /><child link = "base_link" /><origin xyz="0.0 0.0 0.0" rpy="0.0 0.0 0.0" /></joint></robot>

2.修改launch文件

找到universial_robot/ur_description/launch/文件夹，下面有view_ur5.launch和ur5_upload.launch两个文件，可以分别复制一份，然后进行修改。新复制的view_ur5.launch可以命名为view_ur5_gripper.launch，其中的

<include file="$(find ur_description)/launch/ur5_upload.launch"/>

修改为

<include file="$(find ur_description)/launch/ur5_upload_gripper.launch"/>

新复制的ur5_upload.launch可以命名为ur5_upload_gripper.launch，其中的

<param unless="$(arg limited)" name="robot_description" command="$(find xacro)/xacro --inorder $(find ur_description)/urdf/ur5_robot.urdf.xacro transmission_hw_interface:=$(arg transmission_hw_interface)" />

改为

<param unless="$(arg limited)" name="robot_description" command="$(find xacro)/xacro --inorder $(find ur_description)/urdf/ur5_robot_robotiq85_gripper.urdf.xacro transmission_hw_interface:=$(arg transmission_hw_interface)" />

上边这些是在rviz中查看的launch文件，下面，说一下gazebo中如何修改：
找到universial_robot/ur_gazebo/launch/文件夹，下面的ur5.launch修改如下：
将其中的

<include file="$(find ur_description)/launch/ur5_upload.launch">

修改为

<include file="$(find ur_description)/launch/ur5_upload_robotiq85_gripper.launch">

添加下面这两行代码：

<rosparam file="$(find robotiq_85_gazebo)/controller/gripper_controller_robotiq.yaml" command="load"/>
<node name="gui_controller" pkg="rqt_joint_trajectory_controller" type="rqt_joint_trajectory_controller" />

这一行：

<node name="arm_controller_spawner" pkg="controller_manager" type="controller_manager" args="spawn arm_controller" respawn="false" output="screen"/>

修改为

<node name="arm_controller_spawner" pkg="controller_manager" type="controller_manager" args="spawn arm_controller gripper" respawn="false" output="screen"/>

这样做可以对夹爪进行控制。
至此，所有文件修改完毕。

3.运行launch文件查看效果

首先测试rviz中，运行roslaunch ur5_description view_ur5_gripper.launch，不出意外应该可以看到以下效果，在joint_state_publisher_gui中调整可以控制机械臂和夹爪。

测试gazebo中效果：
运行roslaunch ur_gazebo ur5.launch，可以看到以下效果：
通过滑动右边划块可以控制机械臂运动，controller选择gripper可以控制夹爪。

到上面应该就UR+robotiq85的配置全部完成了，所有涉及的代码我放到github上：UR5+robotiq85
我的仿真会出现夹爪一直在抖的问题，机械臂移动几下或者过一段时间，夹爪就散架了，没能找到解决方案，修改关节的effort也不行，希望有大佬如果可以解决这个问题，能够不吝赐教！
由于这个夹爪我没法使用，所以又换了dh_gripper，参考我的另一篇文章UR5+dh_ag95_gripper夹爪配置

现在问题解决啦，下一些插件就行了，参考另一篇博客：https://blog.csdn.net/qq_44642372/article/details/124462220
参考以下文章：
https://blog.csdn.net/Tepmoe/article/details/119455411
https://blog.csdn.net/weixin_42268975/article/details/106268506

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