【问题标题】:Making `ScrewJoint` more compliant to the manipulator使 `ScrewJoint` 更符合机械手
【发布时间】:2022-10-24 21:30:01
【问题描述】:

我正在做一个模拟,其中包含:

  • 一个螺栓,直立焊接到world
  • 一个螺母,通过ScrewJoint 连接到螺栓。螺母的质量设置为0.02 kg,惯性为对角线1.1e-9 *I。这是通过.sdf 文件配置的。
  • 一个 iiwa 机械手,现在已经不重要了。

问题是螺母很难操作,我找不到可以调整的参数,这可以使它更逼真。更加具体:

  • 我测量了在水平面上切向施加到螺母上的力的能力,以引起接头的螺纹运动,该接头将螺母与螺栓连接起来
  • 我希望在较小的力下有更大的运动量,但到目前为止我未能实现
  • 我对这样做的兴趣并没有闲着。我对更复杂的模拟感兴趣,当iiwa 与同一个关节接触时,这些模拟也会失败;我问过herehere. 的问题(都回答了一部分)。在这里总结一下:当机械手抓住螺母时,螺母以这样的方式对抗拧紧,schunk 夹具被迫松开,iiwa 被抛出轨道,但螺母保持静止。
  • 我附上下面两个更简单的实验来更好地说明这个问题:

1.使用ExternallyAppliedSpatialForce 在水平面切向施加200N 力。

图形符号:(这里和下面) 左图包含沿世界 Z 轴的线性量(mm/s 等),右图包含围绕世界 Z 轴的角量(以度为单位、degdeg/s 等)。带有尾随撇号的图例条目使用辅助 Y 轴刻度;其他图例条目使用主 Y 轴刻度。

实验总结:

这按预期工作,200 N 足以使螺母在螺栓上旋转,导致螺母沿螺栓垂直移动不到 1 厘米,旋转超过 90 度。注:外力才不是出现在我的图表上。

2.使用iiwa 和一个简单的位置控制器在水平面上切向施加力。

实验总结:这里的力与以前大致相同:70Ntz,但在 txty 中更高(170N),尽管它现在只应用了很短的时间。螺母仅移动几度或百分之一厘米。 此不成功交互的视频如下,使用ContactVisualizer 可视化接触力。

请告诉我如何使screw_joint 更合规?

在这些实验中,我尝试了不同的massinertia 螺母(不同的数量级),这个 似乎可以缩放接触力,但不影响接触后螺母的加速度或速度。

【问题讨论】:

    标签: simulation robotics drake


    【解决方案1】:

    我喜欢您使用 ExternallyAppliedSpatialForce 来了解比例的实验,尽管 TBH 我不太了解此设置的详细信息。

    不过,引起我注意的是关于天平的事情,你可以用笔和纸来估计:

    1. 你的惯性是1e-9 kg⋅m²?!从你与 iiwa 的互动来看,我估计半径为 1 厘米,这样你会得到 2e-6 kg·m²,大三个数量级。
    2. 20 克螺母上的 200 N 力将导致 10000 m/s² 的加速度。作为参考,那是地球重力加速度的 1000 倍!

      这些数字正确吗?此外,如果您碰巧有快速交互(是吗?),您可能需要估计一个对您的应用程序有意义的时间步长。

      希望这会有所帮助!

    【讨论】:

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