ROS2与Gazebo11入门教程-施加力/扭矩

说明：

• 介绍如何使用图形用户界面在仿真过程中对模型施加力和/或扭矩

施加力和扭矩示例

• 下面来看一个向简单模型施加力和扭矩的示例。打开Gazebo，并从“插入（Insert）”选项卡中将一个Simple Arm插入到场景中。 然后，从顶部工具栏插入一个方盒。确保仿真没有暂停（即处于仿真中）。

向链接施加力

• 这里想对Simple Arm模型中的某个特定链接施加力。在仿真世界树中，右键单击arm_wrist_lift链接，并选择“应用力/扭矩（Apply Force/Torque）”菜单项。这样会弹出一个对话框，而且可以看到一个直线箭头和一个弯曲箭头连接到该机械臂上。

• 在该对话框中，在“力（Force）”选项卡下的“Y”编辑框中输入100 N，然后按“回车（Enter）”键，机械臂将会开始稍微旋转一下。将力施加在该链接的Y方向上单个时间步长，该时间步长大约为几毫秒，因此需要这么大的力。

向链接施加扭矩

• 在“Apply to link”下拉列表中选中“arm_elbow_pan”链接，箭头就会移到该链接上。在“扭矩（Torque）”选项卡下的“Z”编辑框中输入100Nm，并按下“施加扭矩（Apply Torque）”按钮几次以查看该机械臂轻微地转动

施加偏离中心点的力

• 现在来对方盒施加力。右键单击场景中的方盒，并选择“施加力/扭矩（Apply Force/Torque）”菜单项。这样会弹出一个新的对话框。

• 在“力（Force）”选项卡下，在“X”编辑框中键入1000N。然后在“作用点（Application Point）”下，按住“Y”文本框右侧的向上箭头，让该文本框中的数值达到1m为止，这样就可以看到箭头会随着该文本框中数值的变化而不断移动。按下几次“回车（Enter）”键，该方盒就会旋转。按住“回车（Enter）”键可以反复向该方盒施加力并使其旋转得更快。

界面说明

• 如果在暂停仿真时施加力和/或扭矩，则施加的力和/或扭矩会累积起来，并在取消暂停仿真时一次性将它们全部施加在模型/链接上

力（Force）

• “X”，“Y”，“Z”编辑框：每个字段指定将在该方向上施加多少力。坐标系是相对于该链接的。

• “Mag”编辑框：将要施加的力的总大小，即上面X、Y、Z方向上3个力的欧几里得范数。改变“Mag”编辑框中值的大小会按比例改变X、Y、Z字段中的值，并相应地改变力的方向。

• “清除（Clear）”按钮：按下此按钮会将X，Y，Z和Mag编辑框中的值全部清零。

• “作用点（Application Point）”：默认情况下，会将力施加在链接的质心上。在此处可以编辑力的作用点的X，Y和Z字段值，以给力一个偏移，该偏移是相对于以链接坐标系表示的链接原点而言的。再次选择“Center of Mass”单选按钮来用其坐标值填充XYZ字段。

• 右键单击模型，并选择“视图（View）”->“质心（Center of Mass）”来查看模型质心的位置。为此，可能还要让该模型透明

• “施加力（Apply Force）”按钮：单击此按钮只能施加一个时间步长的力。请记住，时间步长大约为几毫秒，因此需要较大的力才能施加一个显著的冲力。

扭矩

• “X”，“Y”，“Z”编辑框：每个字段指定围绕该轴施加的扭矩大小。坐标系是相对于该链接的。

• “Mag”编辑框：将要施加的扭矩的总大小，即上面X、Y、Z方向上3个扭矩的欧几里得范数。改变“Mag”编辑框中值的大小会按比例改变X、Y、Z字段中的值，并相应地改变扭矩的方向。

• “清除（Clear）”按钮：按下此按钮会将X，Y，Z和Mag编辑框中的值全部清零。

• “施加扭矩（Apply Torque）”按钮：单击此按钮只能施加一个时间步长的扭矩。请记住，时间步长大约为几毫秒，因此需要较大的扭矩才能施加一个显著的冲力。

• 扭矩始终会施加在质心上。

施加全部

• 力和扭矩是同时施加的，即施加一个扭矩扳手（wrench）。按住“回车（Enter）”键或反复点击该按钮以多次施加力和扭矩。

旋转工具

• 箭头方向会始终与对话框中指定的方向相匹配。在对话框中，可以通过编辑XYZ字段中的数值来更改方向。在场景中，可以通过拖动箭头周围的粉色圆圈来更改方向。

• 粉色圆圈依附在高亮显示的箭头上。要旋转另一个箭头，请先单击它以将圆圈依附在该箭头上，然后再正常地拖动它们

参考:

• 资料来源