主要内容

constraintFixedJoint

物体间固定关节约束

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描述

的constraintFixedJoint对象描述同一节点上后继体和前继体之间的闭环固定联合约束rigidBodyTree．当没有相对方向且坐标系的原点重合时，约束条件得到满足。当满足此约束时，中间帧之间不允许有相对运动。

创建

语法

fixedConst = constraintFixedJoint (successorbody predecessorbody)
fixedConst = constraintFixedJoint (___名称=值)

描述

例子

fixedConst= constraintFixedJoint (successorbody，predecessorbody）返回一个固定的约束对象，fixedConst，它表示指定后续主体之间的约束successorbody和前任的身体predecessorbody的关节。的successorbody而且前任参数设置SuccessorBody而且PredecessorBody属性,分别。

fixedConst= constraintFixedJoint (___，名称=值）除来自前面语法的所有输入参数外，还使用一个名称-值对参数指定属性。

属性

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后续主体帧的名称，指定为字符串标量或字符向量。类使用此约束时generalizedInverseKinematics逆运动学(IK)求解器，其名称必须与指定的体相匹配RigidBodyTree的generalizedInverseKinematics对象。

前身主体帧的名称，指定为字符串标量或字符向量。类使用此约束时generalizedInverseKinematics逆运动学(IK)求解器，其名称必须与指定的体相匹配RigidBodyTree的generalizedInverseKinematics对象。

关节约束相对于后续主体框架的固定变换，指定为4 × 4矩阵。

例子:[1 0 0 1;0 1 0 1;0 0 1 1;0 0 0 1]

关节约束相对于前体框架的固定变换，指定为4 × 4矩阵。

例子:[1 0 0 1;0 1 0 1;0 0 1 1;0 0 0 1]

关节约束的位置公差，以米为单位，指定为非负标量。

关节约束的方向公差，以米为单位，指定为非负标量。

约束的权值，指定为一个双元素向量。向量的元素对应于PositionTolerance而且OrientationTolerance属性,分别。中指定的所有约束的权值与这些权值一起使用generalizedInverseKinematics求解器，以适当平衡每个约束。

例子:(1 - 4)

例子

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打开生活的脚本

创建一个简单刚体树的转动、移动和固定关节约束。

使用exampleHelperFourBarLinkageTree助手函数创建一个简单的机器人模型来演示闭环约束。

rbt = exampleHelperFourBarLinkageTree;显示(rbt碰撞=“上”）;View ([0 0 pi]) xlim([-1 4])

{

转动关节约束

为了演示旋转关节约束，将最后一个连杆的末端连接到一个四杆机构，link3，第一个环节，link0．

建立一个具有转动关节约束和关节边界约束的广义逆运动学求解器。

gikSolverWithRevoluteJointConstraint = generalizedInverseKinematics (RigidBodyTree = rbt,.．.ConstraintInputs = {“转动”，“jointbounds”});

为了确保可重复IK解决方案，禁用随机重启。

gikSolverWithRevoluteJointConstraint.SolverParameters.AllowRandomRestart = false;θ=π/ 2 +π/ 4;

用固定法固定第一个关节θ作为最小和最大边界。

activeJointConstraint = constraintJointBounds (rbt);activeJointConstraint。Weights = [1 0 0];activeJointConstraint.Bounds(1，:) = [theta theta];

创建一个旋转关节约束，将后继体和前继体设置为最后一个链接link3第一个链接link0,分别。指定创建中间帧的前转换和后转换1一米之外，在X-轴，从他们各自的身体。一旦被定义，这些中间帧就会移动，这样它们的帧原点就会重合Z相互重合一致。

cRev = constraintRevoluteJoint (“link3”，“link0”，.．.PredecessorTransform = trvec2tform ((1 0 0)),.．.SuccessorTransform = trvec2tform ([1 0 0]));

提供(θ0 0)作为求解器的初始猜测，以及约束条件。

qConst = giksolverwithrevoltejointconstraint ([theta 0 0]，cRev,activeJointConstraint);

想象机器人作为一个四连杆机构。如果第一个关节旋转，求解器试图保持转动关节约束的中间帧一致，作为一个关节并导致四杆运动。

图(Name =“转动关节约束”)显示(rbt qConst碰撞=“上”）
ans = axis (Primary) with properties: XLim: [-2.5000 2.5000] YLim: [-2.5000 2.5000] XScale: 'linear' YScale: 'linear' GridLineStyle: '-' Position: [0.1300 0.1100 0.7750 0.8150] Units: 'normalized'显示所有属性
视图([0 0π])

{

移动关节约束

使用移动关节约束来创建一个曲柄滑块。用移动关节约束和关节边界约束创建一个新的求解器。

gikSolverWithPrismaticJointConstraint = generalizedInverseKinematics (RigidBodyTree = rbt,.．.ConstraintInputs = {“移动”，“jointbounds”});gikSolverWithPrismaticJointConstraint.SolverParameters.AllowRandomRestart = false;

创建移动关节约束link3而且link0分别为后继体和前身体，并设置了前继体的转换，使前继体的中间框架为1米远的地方X设在和旋转π/ 2在Y-轴的前身的主体框架。

cPris = constraintPrismaticJoint (“link3”，“link0”， destinortransform =trvec2tform([1 0 0])*eul2tform([0 pi/2 0]));

提供(θ0 0)作为解算器的初始猜测连同约束条件。

qConst = gikSolverWithPrismaticJointConstraint([theta 0 0]，cPris,activeJointConstraint);

想象机器人作为一个曲柄滑块。如果第一个关节旋转，求解器试图保持移动关节约束的中间帧一致，充当关节并导致曲柄滑块运动。

图(Name =“移动关节约束”)显示(rbt qConst碰撞=“上”）
ans = axis (Primary) with properties: XLim: [-2.5000 2.5000] YLim: [-2.5000 2.5000] XScale: 'linear' YScale: 'linear' GridLineStyle: '-' Position: [0.1300 0.1100 0.7750 0.8150] Units: 'normalized'显示所有属性
视图([0 0π])

{

固定关节约束

为了演示固定的关节约束，创建一个三角形的链接，当第一个关节移动时保留。用固定的关节约束创建一个新的求解器。

gikSolverWithFixedJointConstraint = generalizedInverseKinematics (RigidBodyTree = rbt,.．.ConstraintInputs = {“固定”});

创建固定关节约束link3而且link0分别作为后继体和前继体，并设置后继体变换使后继体中间框架为1米远的地方X-轴的前身的主体框架。

cFix = constraintFixedJoint (“link3”，“link1”SuccessorTransform = trvec2tform ([1 0 0]));

设置固定关节约束的方向约束的权值为0．

cFix。Weights = [10 0];[qConst,solInfo] = gikSolverWithFixedJointConstraint([theta 0.1 0]，cFix);

可视化机器人，看看固定约束关节是如何作用在机器人框架上的。如果第一个关节旋转，求解器试图保持固定关节约束的中间帧一致，作为一个固定关节。

图(Name =“固定关节约束”)显示(rbt qConst碰撞=“上”）
ans = axis (Primary) with properties: XLim: [-2.5000 2.5000] YLim: [-2.5000 2.5000] XScale: 'linear' YScale: 'linear' GridLineStyle: '-' Position: [0.1300 0.1100 0.7750 0.8150] Units: 'normalized'显示所有属性
视图([0 0π])

{

扩展功能

C / c++代码生成
使用MATLAB®Coder™生成C和c++代码。

版本历史

介绍了R2022a

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