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  • 为UR3机械臂添加robotiq ft300传感器一、下载UR3和robotiq的官方ros package二、修改xacro文件,将robotiq ft300添加到ur3的末端 如果想取得较好的训练结果并且能在现实机械臂上得到应用,仿真环境的参数设置最好...


    建议参考这篇ur机械臂 + robotiq gripper + robotiq ft sensor + gazebo + 连接真实机械臂 + 网页控制这是后来做的代码更加规范、内容更加丰富的一个,并且bug更少。


    如果想取得较好的训练结果并且能在现实机械臂上得到应用,仿真环境的参数设置最好与现实中越接近越好。为了能提供最好的仿真参数,仿真环境的搭建将会尽量的逼近现实。
    因为在仿真模型的描述文件中,有inertial、mass、geometry、size等物理和形状信息,物理信息对于仿真同样是十分重要,所以所有的描述文件都会使用每个器件官方提供的描述文件,来尽量反应现实情况。

    笔者环境:ROS melodic

    一、下载UR3和robotiq的官方ros package

    安装ur的ros驱动和ros package,可点击查看详细信息,下面只把安装过程列出:

    # source global ros
    $ source /opt/ros/<your_ros_version>/setup.bash
    
    # create a catkin workspace
    $ mkdir -p catkin_ws/src && cd catkin_ws
    
    # clone the driver
    $ git clone https://github.com/UniversalRobots/Universal_Robots_ROS_Driver.git src/Universal_Robots_ROS_Driver
    
    # clone fork of the description. This is currently necessary, until the changes are merged upstream.
    $ git clone -b calibration_devel https://github.com/fmauch/universal_robot.git src/fmauch_universal_robot
    
    # install dependencies
    $ sudo apt update -qq
    $ rosdep update
    $ rosdep install --from-paths src --ignore-src -y
    
    # build the workspace
    $ catkin_make
    
    # activate the workspace (ie: source it)
    $ source devel/setup.bash
    

    下载robotiq的ros package

    cd ~/catkin_ws/src
    git clone https://github.com/ros-industrial/robotiq.git
    rosdep install robotiq_modbus_tcp
    sudo apt-get install ros-melodic-soem  # 官方是ros-kinetic-soem,要换成对应的ros版本
    

    二、修改xacro文件,将robotiq ft300添加到ur3的末端

    cd  ~/catkin_ws/src/robotiq/robotiq_ft_sensor/urdf
    gedit robotiq_ft300.urdf.xacro
    

    在文件中,能看到下面的信息

       <!-- Macro function to instanciate URDF model of the FT300 force-torque sensor with mounting plate
    
            Example use: 
            
                // Import this macro function
                <xacro:include filename="$(find robotiq_ft_sensor)/urdf/robotiq_ft300.urdf.xacro" />
                
                // Instanciate sensor instance and connect it to robot flange
                <xacro:robotiq_ft300 parent="robot_flange_link" prefix="">
                    <origin xyz="0 0 0" rpy="0 0 0"/> 
                </xacro:robotiq_ft300>
          
        -->
    
    这描述了怎样将sensor添加到机械臂的末端
    

    打开ur3的描述文件

    cd ~/catkin_ws/src/fmauch_universal_robot/ur_description/urdf
    gedit  ur3.urdf.xacro  
    

    在文件的开始位置处,我们添加

    <xacro:include filename="$(find robotiq_ft_sensor)/urdf/robotiq_ft300.urdf.xacro" />
    

    在这里插入图片描述在文件的末尾处,我们添加

        <xacro:robotiq_ft300 parent="${prefix}tool0" prefix="">
          <origin xyz="0 0 0 " rpy="0 0 0"/>
        </xacro:robotiq_ft300>
    

    在这里插入图片描述
    添加完成后,启动moveit_setup_assiatant查看效果。

    roscore
    # open a new terminal
    rosrun moveit_setup_assiatant moveit_setup_assistant
    

    load file为~/catkin_ws/src/fmauch_universal_robot/ur_description/urdf/ur3_robot.urdf.xacro文件,至于为什么是这个文件以及这一些操作的根源是什么,请仔细阅读源码,便能发现源码是怎样组织的。

    在这里插入图片描述
    PS.推荐使用terminator和vscode搭配来进行ros开发。
    terminator允许同时多开窗口,对于整体协调工作非常方便。
    在这里插入图片描述
    同时推荐使用vscode进行开发,因为roboware在Ubuntu 18上字体显示异常,所以vscode是目前生态较好,功能较为丰富也方便的ide。
    在这里插入图片描述

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  • 平庸的人各有各的平庸,成功的人却总有些相似的特性。不管你是尚在校园、初入职场,...如何脱颖而出、得到赏识?那些你关注却又不解的套路,今晚他来跟你分析:工程师如何提高职场竞争?他是谁? 李汐,轻松筹 CTO...
    如何提高程序员的职场核心竞争力?今晚直播抽机械键盘!

    平庸的人各有各的平庸,

    成功的人却总有些相似的特性。

    不管你是尚在校园、初入职场,还是履职多年,

    你总会想要追求卓越,不管是个人能力还是薪资水平。

    虽然努力不一定成功,不努力却可以很舒服,

    但技术圈却从来是个不进则退的战场。

    那些具备很强竞争力的工程师们都有怎样的特性?

    如何提升个人技能?如何脱颖而出、得到赏识?

    那些你关注却又不解的套路,今晚他来跟你分析:

    工程师如何提高职场竞争力?

    他是谁?

    李汐轻松筹 CTO、EGO 会员。3 次创业经历,赶上中国移动互联网关键转折点,遗憾错过“团购”大战,2012 年开始意识到众筹在中国的发展机遇,国内首款开源众筹系统作者,给国内多家企业提供众筹解决方案,2014 年 9 月作为联合创始人创办“轻松筹”并担任 CTO,总体负责工程方向的技术把控、工程方向人才的培养、项目管理、招聘和晋升体系。主导轻松筹核心交易平台、大数据、区块链、AI 等工程项目。

    直播详情

    直播地点: 熊猫 TV,扫描文末二维码获得直播链接和开播提醒。

    他来侃什么?

    主题:

    工程师如何提高职场竞争力?

    主题简介:

    亲身经历公司从开始创业几个人到三百多号人规模的过程,与大家分享下那些具备很强竞争力工程师身上的特征,再讲述如何提升个人技能、新技术与求稳的选型技巧,如何平衡效率同时给公司创造更多价值,工程师怎样的做事态度和外在表现可以得到领导的赏识,讲述工程师需要具备一些高情商的重要性,以及工程师怎么在小团队里起到核心作用,与产品经理共同打造一个成功的产品。

    大纲:

    1. 平衡个人成长和公司效率

    2. 做事的积极性、责任心和完美主义

    3. 工程师也需要高情商

    4. 如何与产品经理共同打造一款成功的产品

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    基于pybullet的机械臂导纳控制实验——根据知乎韩冰老师的文章
    在这里插入图片描述
    谢谢韩冰老师的原创图:

    这副图大概的意思是:
    对机械臂的末端执行器搭载的外部六维力矩传感器施加一个力,导纳控制公式,得到一个(x…加速度),加速度通过积分,可以使用梯形公式等数值积分方法得到(x.)速度,再通过积分得到(x)位置。上面的加速度,速度,位置都是施加力引起的位移变化,所以要在原来的位置上加上这些变化。
    随着力的施加,位置会发生变化。当力释放时,这个也是计算过程,机械臂会弹回原来的位置。
    所以要给在计算时,要给时间它复原。
    下面是程序:

    mport  numpy
    
    class action_FT():
        def __init__(self, m, b, k, dt):
            self.M = m
            self.B = b
            self.K = k
            self.DT = dt
    
        def imdenpence_control(self, want_position, FT_data,ddxe,dxe,xe,ddye,dye,ye,ddze,dze,ze):
            #FT_data = numpy.array(FT_data)
            Fxe = FT_data[0,0]
            Fye = FT_data[0,1]
            Fze = FT_data[0,2]
            ###下面是计算过程,这是梯形公式
            ddxe1 = (Fxe - self.B * dxe - self.K * xe) / self.M
            dxe1 = self.DT * ((ddxe1 + ddxe) / 2) + dxe
            xe1 = self.DT * ((dxe1 + dxe) / 2 )+ xe  # 这个是最后的结果
            #####
            ddye1 = (Fye - self.B * dye - self.K * ye) / self.M
            dye1 = self.DT * ((ddye1 + ddye) / 2) + dye
            ye1 = self.DT * ((dye1 + dye) / 2 ) + ye  # 这个是最后的结果
            #####
            ddze1 = (Fze - self.B * dze - self.K * ze) / self.M
            dze1 = self.DT * ((ddze1 + ddze) / 2)  + dze
            ze1 = self.DT * ((dze1 + dze) / 2) + ze # 这个是最后的结果
    
            dposition = numpy.array([xe1, ye1, ze1])
            ####期望位置+力的位置变化, 随后会输入到逆向运动学控制器中, 这里的加法就是一个闭环
            position_offset = +dposition +want_position
    
            return position_offset,ddxe1,dxe1,xe1,ddye1,dye1,ye1,ddze1,dze1,ze1# 返回一个position
    
        def imdenpence_control1(self, want_position, FT_data,ddxe,dxe,xe,ddye,dye,ye,ddze,dze,ze):
            #FT_data = numpy.array(FT_data)
            Fxe = FT_data[0,0]
            Fye = FT_data[0,1]
            Fze = FT_data[0,2]
    
            midddle_xishu=4*0.499
            ###下面是计算过程,这个simpsong公式
    
            ddxe1 = (Fxe - self.B * dxe - self.K * xe) / self.M
            dxe1 = self.DT * ((ddxe1 + ddxe+midddle_xishu*(ddxe1+ddxe)) / 6) + dxe
            xe1 = self.DT * ((dxe1 + dxe+midddle_xishu*(dxe1+dxe)) / 6 )+ xe  # 这个是最后的结果
            #####
            ddye1 = (Fye - self.B * dye - self.K * ye) / self.M
            dye1 = self.DT * ((ddye1 + ddye+midddle_xishu*(ddye1+ddye)) / 6) + dye
            ye1 = self.DT * ((dye1 + dye*midddle_xishu*(dye1+dye)) / 6 ) + ye  # 这个是最后的结果
            #####
            ddze1 = (Fze - self.B * dze - self.K * ze) / self.M
            dze1 = self.DT * ((ddze1 + ddze+midddle_xishu*(ddze1+ddze)) / 6)  + dze
            ze1 = self.DT * ((dze1 + dze+midddle_xishu*(dze1+dze)) / 6) + ze # 这个是最后的结果
    
            dposition = numpy.array([xe1, ye1, ze1])
            ####期望位置+力的位置变化, 随后会输入到逆向运动学控制器中, 这里的加法就是一个闭环
            position_offset = dposition +want_position
    
            return position_offset,ddxe1,dxe1,xe1,ddye1,dye1,ye1,ddze1,dze1,ze1# 返回一个position
    

    这个是导纳控制的主程序,大家可以看着控制框图来写,主要是积分公式的应用
    还有是控制机械臂运动的主程序,和pybullet的环境设计。

    展开全文
  • 随着传感器技术的不断成熟和发展,在计算机自动化控制领域也得到了广泛的应用,由自动化控制技术为主要控制的机械设备,对各个行业都起到了极大的推动作用。压力传感器构造自动化控制在称量配料、管道压力测试等方面...
  • 随着传感器技术的不断成熟和发展,在计算机自动化控制领域也得到了广泛的应用,由自动化控制技术为主要控制的机械设备,对各个行业都起到了极大的推动作用。压力传感器构造自动化控制在称量配料、管道压力测试等方面...
  • 基于国内外研究现状,选取WK35型挖掘机为研究对象,以减少挖掘机动臂提升力和推压力为研究目标,采用MATLAB软件对其进行优化设计,分析了机械式矿用挖掘机动臂的理想挖掘轨迹。研究表明:优化设计后的挖掘机工作装置效率...
  • 压力传感器常见故障

    2021-01-19 16:37:45
    【摘要】随着传感器技术的不断成熟和发展,在计算机自动化控制领域也得到了广泛的应用,由自动化控制技术为主要控制的机械设备,对各个行业都起到了极大的推动作用。压力传感器构造自动化控制在称量配料、管道压力...
  • 研究了维多利亚褐煤在机械热压系统中,150℃,3~24MPa梯级压力作用下的脱水过程。结果表明,此条件下,最终得到干基水分0.31g/g干煤的样品,脱水率达到66.3%。热压过程分为主固结和次固结阶段,主固结阶段主要是褐煤颗粒...
  • 为研究低频机械振动作用对含瓦斯煤孔隙率的影响,建立煤体孔隙瓦斯压力、吸附膨胀、振动衰减挤压应力作用下振动动态孔隙率方程。采用前人得出的煤体孔隙率与单轴抗压强度变化规律,以及不同频率、不同时间振动型煤试...
  • 来源:物联网工业大数据微信公众号(ID:penghaisoft)声音是一种表达很强的因素,我们可以透过声音来得到各种信息,或是开心或是难过等等;这并不仅限于人类自身,对于机器声音也是一样的,不同的声音代表着不同的...

    f3550641bb902b2f0337d6816edb41aa.png

    来源:物联网工业大数据微信公众号(ID:penghaisoft)


    声音是一种表达力很强的因素,我们可以透过声音来得到各种信息,或是开心或是难过等等;这并不仅限于人类自身,对于机器声音也是一样的,不同的声音代表着不同的状态,宣示着机器的工作状态。

    噪声,作为机械运行时发出的一种固有信号,噪声中必然携带着机械本身的结构信息和运行的状态信息。从理论上讲,完全可以用噪声信号来对设备的运行状态以及故障进行在线监测和预报。但由于机械设备其工业运行环境的复杂性以及运行环境声源的相互干扰性,在实际的测量中,应用噪声进行监测的效果并不那么理想。

    噪声故障监测发展现状

    与振动信号一样,机械设备的噪声信号中蕴涵着丰富的设备状态信息,噪声信号同样能应用于机械设备的故障诊断。但在如高温、高腐蚀,或加速度传感器不能停机安装和安装部位结构受限等场合,由于无法接触测量而不能进行振动监测。但声信号的测量不受这种限制,上述场合均可采集设备的声学信号进行故障诊断,因而声学故障诊断技术的研究变得十分重要。

    声学故障诊断技术的特点有:非接触式测量、设备简单、速度快、信号易于测取、易于发现早期故障、无须事先粘贴传感器、可对移动目标进行在线监测等,尤其在不易测量振动信号的场合得到广泛应用,声学故障诊断已成为近年来故障诊断领域新的发展方向。 

    早期故障诊断采用听诊法来判断设备状态,有经验的师傅可根据声音辨别出故障类型,目前声学技术中常用的统计能量法是听诊法的一种进化,它根据设备正常和故障时辐射声能量的变化进行故障诊断。而在实际应用中,该方法容易受环境影响,且技巧不易掌握,依赖操作人员经验。虽然振动和声音都蕴含着机械状态信息,但因声信号易受干扰,使得声学诊断技术的发展远远落后于振动诊断技术。

    噪声理论知识

    1. 声强

    声波平均能流密度的大小叫声强,通过垂直于声传播方向的单位面积上的平均声能量流,称为声强或者平均声能量流密度。声强的单位为 W/m²。

    2. 声压

    设体积元受声扰动后压强由P0 改变为P1则由声扰动产生的逾量压强(简称为逾压),p=P1P0就称为声压;或者说声音通过空气的振动所产生的压强叫做声压强,简称声压。声压的大小反映了声波的强弱,声压是一标量而不是矢量。它的相位按下列原则区分正负,当声压使总声压增加时,声压相位规定为正,反之为负。声压的单位为Pa(帕),有时也用bar(巴)作单位,1bar=100KPa。人的耳朵所能感受到的最小声压是20µPa,低于此声压人们就感觉不到声音。

    3. 可听阈声压

    正常人耳对1KHz声音刚刚能觉察其存在的声压值 (20µPa) 被称为1KHz声音的可听阈声压。一般讲,人耳不能觉察到低于这一声压值的声音的存在。另外,当声压达到20Pa,即声压级为120dBSPL时,人们的耳朵会感觉到疼痛,因此,在声学或医学上把20Pa=120dBSPL定义为痛阈,长时间在此环境下工作,会对听觉系统造成伤害。

    4. 声压级

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    ef9677fae78acbaa373c0dea5d4b035b.png

    在图中,横坐标是频率,纵坐标是声压级。声压是大气压受到扰动后产生的变化,即大气压强的余压,它相当于在大气压强上叠加一个扰动引起的压强变化。由于声压的测量比较容易实现,通过声压的测量也可以间接求得质点速度等其它物理量,所以声学中常用这个物理量来描述声波。声压级以符号SPL表示,其定义为将待测声压有效值p(e) 与参考声压 p(ref) 的比值取常用对数,再乘以20。图中每条曲线所对应的不同频率的声压级是不相同的,但人耳感觉到的响度却是一样,每条曲线上注有一个数字,单位是响度方。由等响曲线族可以得知,当响度较小时,人耳对高低音感觉不灵敏,而响度较大时,高低音感觉逐渐灵敏,而对2000Hz~5000Hz之间的声音最为敏感。

    在图中不同响度的曲线上,2000Hz~5000Hz频范围内的声压级,均处于整个曲线相对较低声压级的位置,说明人耳对中频的响应灵敏。在这个范围之外的低频和高频两边,等响度曲线翘起,说明人耳对低频和高频声音的灵敏度下降,对低于 (16~20)Hz和高于 (18000~20000)Hz的纯音,不论声级多高,绝大多数的人都感觉不到声音的存在,因此将20Hz~20000Hz定为音频。人耳能听到声音的最微弱强度,称为听觉阈(图中虚线),产生疼痛感的最高声音强度,称为痛觉阈。由听觉阈和痛觉阈所构成的两条等响度曲线,是等响度曲线的上下限。

    响度主要决定于声强,提高声强响度级也相应增加。但是声音的响度并不是单纯由声强决定的,还取决于频率,不同频率的纯音有不同的响度增长率,其中低频纯音的响度增长率比中频纯音要快。例如,在响度60方的曲线上,从125Hz一直到16000Hz的各频率纯音的声压级,基本都在60dB上下;而低于125Hz的低频的声压级,将随着频率的降低迅速地增加;在20Hz频率时的声压级达到约96dB。再比如,从听觉的闻阈到痛阈,1000Hz纯音的声压级范围近似0~130dB,区间宽达130dB;而20Hz纯音的声压级已经压缩到大约70~150dB的范围,区间仅80dB。

    5. 等响曲线与计权网络

    用响度级来表示人们对声音的主观感觉过于复杂,于是为了简单起见,在等响曲线中选了三条曲线,一条是40方的曲线,代表低声压级的响度感觉;一条是70方的曲线,代表中等强度的响度感觉;一条是100方的曲线,代表高声强时的响度感觉。按照这三条曲线的形状设计了A、B、C三条计权网络。A计权网络特性曲线对应于倒置的40方等响曲线,B计权网络曲线对应于倒置的70方等响曲线,C计权网络曲线对应于倒置的100方等响曲线。

    6. 声功率级

    表征单位时间发射的声能量的大小,常用来表示声源的强弱,单位分贝噪声级为30~40分贝是比较安静的正常环境;超过50分贝就会影响睡眠和休息。由于休息不足,疲劳不能消除,正常生理功能会受到一定的影响;70分贝以上干扰谈话,造成心烦意乱,精神不集中,影响工作效率,甚至发生事故;长期工作或生活在90分贝以上的噪声环境,会严重影响听力和导致其他疾病的发生。

    噪声故障监测应用案例

    利用声音照相机帮助快速精准定位注塑机噪声源,并给出改善噪声建议。

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    注塑机噪声监测现场

    381c4094753e47e2ffc0c06fe2dd5787.png

    电机振动噪声测试系统架构图

    beaaae503c3409f63ceeea6d0bd127d9.png

    空气净化器的声功率测试现场

    噪声故障诊断监测,采用噪声分析的诊断技术直接对系统振动产生的噪声数据进行分析,不需要额外的成本,需要投入的资金少。另外,还可以实时的监测系统运行过程发生的故障,只要故障产生我们就可以知道故障产生的原因,大大减少了传统的周期性故障诊断存在的安全隐患。

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空空如也

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