Franka 速度运动的同时 获取各个方向力的大小

在Franka Emika Panda机器人中，速度控制是实现精确操作和动态响应的关键部分。您可以通过设置关节速度或笛卡尔速度来控制机器人的运动速度。下面，我将详细解释如何在C++代码中实现速度控制。

1. 设置关节速度

关节速度控制是直接控制每个关节的速度。您可以设置目标速度，然后通过相应的API接口让机器人按设定的速度进行运动。

示例代码

以下代码示例展示了如何设置和控制每个关节的速度：

#include <franka/robot.h>
#include <iostream>
#include <array>

int main() {
    try {
        franka::Robot robot("192.168.0.1"); // 替换为您的机器人的 IP 地址

        // 设置初始速度
        std::array<double, 7> joint_velocities = {0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1};

        // 设置阻抗控制
        robot.setJointImpedance({3000.0, 3000.0, 3000.0, 3000.0, 3000.0, 3000.0, 3000.0});

        robot.control([&joint_velocities](const franka::RobotState& state, franka::Duration period) -> franka::JointVelocities {
            return joint_velocities;
        });

    } catch (const franka::Exception& e) {
        std::cerr << e.what() << std::endl;
    }
}

　　

在上述代码中，joint_velocities 数组设置了每个关节的速度值（单位为弧度/秒）。这些值可以根据需要进行调整，以控制机器人的关节速度。

2. 设置笛卡尔速度

笛卡尔速度控制是控制机器人末端执行器（End Effector）的线速度和角速度，通常用于在笛卡尔坐标系中进行更直观的运动控制。

示例代码

下面的代码示例展示了如何控制机器人末端执行器的笛卡尔速度：

#include <franka/robot.h>
#include <franka/model.h>
#include <iostream>
#include <array>

int main() {
try {
franka::Robot robot("192.168.0.1"); // 替换为您的机器人的 IP 地址

// 设置目标笛卡尔速度
franka::CartesianVelocities velocities = {{0.0, 0.0, 0.1, 0.0, 0.0, 0.0}};

robot.control([&velocities](const franka::RobotState& state, franka::Duration period) -> franka::CartesianVelocities {
return velocities;
});

} catch (const franka::Exception& e) {
std::cerr << e.what() << std::endl;
}
}

 

在这个例子中，velocities 设置了机器人末端执行器的笛卡尔速度。这个数组包含了六个值，分别表示沿x、y、z轴的线速度和绕x、y、z轴的角速度。

3. 动态调整速度

您可以在控制循环中动态调整速度值，以实现更加灵活和复杂的运动控制。例如，您可以根据传感器反馈或时间来调整速度。

示例代码

以下代码示例展示了如何在控制循环中动态调整速度值：

#include <franka/robot.h>
#include <franka/model.h>
#include <iostream>
#include <cmath>

int main() {
    try {
        franka::Robot robot("192.168.0.1"); // 替换为您的机器人的 IP 地址

        // 设置阻抗控制
        robot.setJointImpedance({3000.0, 3000.0, 3000.0, 3000.0, 3000.0, 3000.0, 3000.0});

        double time = 0.0;
        robot.control([&time](const franka::RobotState& state, franka::Duration period) -> franka::CartesianVelocities {
            time += period.toSec();

            // 动态调整速度，沿z轴做正弦运动
            double speed_z = 0.1 * std::sin(time);

            franka::CartesianVelocities velocities = {{0.0, 0.0, speed_z, 0.0, 0.0, 0.0}};
            return velocities;
        });

    } catch (const franka::Exception& e) {
        std::cerr << e.what() << std::endl;
    }
}

在这个例子中，speed_z 根据时间进行正弦变化，使得机器人末端执行器沿z轴做周期性运动。

4. 限制速度

为了安全和精确操作，通常需要对机器人运动的速度进行限制。例如，Franka Emika 提供了一些接口来设置速度限制：

示例代码

#include <franka/robot.h>
#include <iostream>

int main() {
    try {
        franka::Robot robot("192.168.0.1"); // 替换为您的机器人的 IP 地址

        // 设置速度限制
        franka::Robot::MotionGeneratorSpeedLimits speed_limits;
        speed_limits.translation = 0.1; // 平移速度限制 (m/s)
        speed_limits.rotation = 0.5; // 旋转速度限制 (rad/s)

        robot.setCollisionBehavior({{100.0, 100.0, 100.0, 100.0, 100.0, 100.0, 100.0}}, 
                                   {{100.0, 100.0, 100.0, 100.0, 100.0, 100.0, 100.0}},
                                   speed_limits, 
                                   speed_limits);

        // 设置阻抗控制
        robot.setJointImpedance({3000.0, 3000.0, 3000.0, 3000.0, 3000.0, 3000.0, 3000.0});

        franka::CartesianVelocities velocities = {{0.0, 0.0, 0.1, 0.0, 0.0, 0.0}};
        robot.control([&velocities](const franka::RobotState& state, franka::Duration period) -> franka::CartesianVelocities {
            return velocities;
        });

    } catch (const franka::Exception& e) {
        std::cerr << e.what() << std::endl;
    }
}

在Franka Emika Panda机器人中，通过设置关节速度或笛卡尔速度，可以精确控制机器人的运动速度。结合动态调整和速度限制，可以实现更加灵活和安全的机器人控制。这些方法为您提供了强大的工具来应对各种复杂的控制任务。如果您有更多问题或需要进一步讨论，请随时告知！