Turtlebot4入门教程-机械-有效载荷

Turtlebot4入门教程-机械-有效载荷

说明：

• TurtleBot4 能够承载超过 9 公斤的更重的有效载荷，但是必须进行一些机械和软件更改才能实现理想操作。
• 如果不使用这些更改，系统可能会变得不稳定且难以控制。

相关设备：

• Turtlebot4机器人套件：采购地址

机械改装

• 为了确保机器人在运行过程中尽可能稳定，重要的是安装有效载荷，使其重心 (COG) 完全由轴距支撑。

• 这可以通过两种方法来实现：

• 1.设计有效载荷安装以适应偏移重心。 这可以通过使用现有的亚克力集成板或使用定制板来完成。

• 2.在 Create 3 的后部添加一个额外的脚轮。这将确保有效负载得到完全支撑和平衡。 此处提供了详细说明和设计文件。

• 此外，可以降低有效载荷高度以确保机器人更好的稳定性，特别是在不使用额外的脚轮并且系统在三个轮子上平衡的情况下。 虽然可以修改加速度和速度以适应升高的重心（见下文），但降低它会优化机器人性能。

较低的有效载荷高度

• 降低标准 TurtleBot4 的集成板，从而降低有效载荷，是使 COG 尽可能低的最简单方法。

• 请按照以下步骤操作：

• 1.使用 2.5 毫米六角扳手卸下四个 M4 螺钉。 集成板现在应该是空闲的； 把它放在一边。

• 2.用手取下四个圆形支架并将它们放在一边。 请注意，PCBA 现在可以自由移动，应注意确保它没有损坏。

• 3.使用替代支架（例如来自 Mcmaster Carr）或其他安装选项。 机器人的螺纹嵌件为 M4x0.7mm。 安装模式可以从 Github 上的 3D CAD 获取，也可以从集成板本身转移。

• 用新硬件重新组装机器人时，确保所有紧固件都根据紧固件和配合螺纹拧紧，并使用螺纹锁固剂。

• 对于 TurtleBot4 Lite，Create 3 板可用于固定有效载荷。 可以在 Create 3 Github 上找到直接安装到此板的提示。

• 容纳 OAK-D-Pro 的最小间隙为 108 毫米。 对于 OAK-D-Lite，它是 102 毫米。

例子

• 下图显示了 Clearpath Robotics Hackday 项目，其中 NED2 机器人机械手（8.9 公斤）使用 4X2 M4 支架（Mcmaster Carr P/N 98952A450）和 TurtleBot4 Standard 的集成板安装在 TurtleBot4 Lite 顶部。机械手已安装 使重心更靠前并由前脚轮支撑。 还连接了一个外部 NEC ALM 12V7 电池 (0.9kg) 为设备供电。 在这种特殊情况下，电池安装在一个铰链上，可以让电池更靠近机器人放置或放置并支撑在自己的全向轮上。 这是一种设计选择，允许演示安装到单元上的更大重量或连接到机器人上的有效载荷作为替代有效载荷安装设计方法。

软件修改

• 应适当设置速度和加速度限制，以在驱动机器人时保持稳定性。 否则您可能会发现机器人会摇晃、失速或无法按指令行驶。

加速限制

• Create® 3 上的加速度限制可以使用 motion_control 节点的 wheel_accel_limit 参数进行更改。

ros2 param set /motion_control wheel_accel_limit 300

• 加速度值可以在 1 到 900 之间。
• wheel_accel_limit 应用于加速和减速。 如果设置得太低，机器人会非常缓慢地停止。

速度限制

• Create® 3 的线速度限制为 0.31 m/s（启用安全）和 0.46 m/s（安全覆盖）。 角速度限制在 1.9 rad/s。 对于繁重的有效负载，您可能希望进一步限制这一点。 执行此操作的方法将根据您驾驶机器人的方式而有所不同。

键盘遥控

• 如果您使用的是 teleop_twist_keyboard ROS2 节点，您可以按照 CLI 说明来降低线速度和角速度。

操纵杆遥控

• 要限制 teleop_twist_joy 速度，您需要创建 TurtleBot4 控制器配置文件的修改版本。 scale_linear.x 值限制了线速度，而 scale_angular.yaw 值限制了角速度。

• 创建配置文件后，您可以启动 joy_teleop 并将 controller_config 参数设置为新配置文件的完整路径。

ros2 launch turtlebot4_bringup joy_teleop.launch.py controller_config:=/path/to/config.yaml

命令速度

• 如果您通过 /cmd_vel 主题手动发送速度，只需将速度值降低到适当的级别。

Create® 3 Actions

• 如果您通过 Create® 3 动作之一驾驶机器人，您可以在动作目标中设置速度限制。

Nav2

• 要在导航期间限制速度，您可以创建修改后的 nav2.yaml 配置文件。 更改诸如 controller_server.FollowPath.max_vel_x 之类的参数将限制 Nav2 堆栈发送的速度命令。

• 使用修改后的参数文件启动 Nav2：

ros2 launch turtlebot4_navigation nav_bringup.launch.py params_file:=/path/to/your/nav2.yaml