说明
机械臂末端执行器的种类很多，目前针对目标抓取最常使用的末端执行器就是夹抓和真空吸盘式。但是在gazebo仿真中，需要对抓取目标模型进行摩擦等物理属性进行设置，同时对机械臂的碰撞检测也需要进行一个调整，这个过程对与不熟悉ros仿真和gazebo模型设置的人来说是比较痛苦的，因此，我在本文介绍一种在工业上也经常使用的vacuum。
不了解vacuum的可以看一下这个视频，在这个ur5机械臂上安装了９组vacuum，对传送带上的目标进行抓取。
安装vacuum
是的，在配置好ros和gazebo插件后，就不需要单独再去安装vacuum！
vacuum已经集成在了gazebo的插件中，名称叫做：libgazebo_ros_vacuum_gripper.so。需要使用就在xacro模型文件中直接调用即可。
调用代码
在你的机械臂的xacro模型文件中，像增加link和joint一样的方式使用：
<link name="vacuum_gripper">
<gravity>0</gravity>
<visual>
<origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0"/>
<geometry>
<cylinder radius="0.005" length="0.01"/>
</geometry>
<material name="transparent">
<color rgba="0 0 0 0"/>
</material>
</visual>
<inertial>
<origin rpy="0 0 0" xyz="0.000000 0.000000 0.000000"/>
<mass value="0.0001"/>
<inertia ixx="1e-08" ixy="0" ixz="0" iyy="1e-08" iyz="0" izz="1e-08"/>
</inertial>
</link>
<joint name="gripper_joint" type="revolute">
<axis xyz="1 0 0" />
<parent link="link6" />
<child link="vacuum_gripper" />
<origin rpy="0 1.5708 0" xyz="${vac_x} 0.0125 0" />
<limit effort="50" velocity="50" lower="0" upper="0" />
<dynamics damping="0.0" friction="10"/>
</joint>
<gazebo>
<plugin name="gazebo_ros_vacuum_gripper" filename="libgazebo_ros_vacuum_gripper.so">
<robotNamespace>/arm/vacuum_gripper</robotNamespace>
<bodyName>vacuum_gripper</bodyName>
<topicName>grasping</topicName>
<maxForce>50</maxForce>
<maxDistance>0.05</maxDistance>
<minDistance>0.01</minDistance>
</plugin>
</gazebo>
首先建立一个叫做vacuum_gripper的link，link_name是这个vacuum的名字，你可以在一个末端中增加多个vacuum的link，这样可以提升吸附能力。
parent link是机械臂最后一个关节的名字，然后通过xyzrpy确定这个vacuum的位置。
在plugin标签中，主要设置的话题名称是grasping,这个话题中包含了工作状态信息：on/off。
随后，再设置对应的gazbeo参数：
<gazebo reference="vacuum_gripper">
<mu1>50</mu1>
<mu2>50</mu2>
<minDepth>0.003</minDepth>
<maxVel>0</maxVel>
<kp>1000000.0</kp>
<kd>1.0</kd>
<material>Gazebo/Grey</material>
</gazebo>
在这设置了vacuum在gazebo仿真中的一些物理属性，这些数值是我自己给出的，不一定是最佳设置，大家参考即可，因为这部分确实不是很好调，如果有人有好的方法，请在评论中赐教。
这时候，对一个vacuum在模型文件中的全部设置就已经完成了。
使用方法
完成以上模型文件的设置，仅仅是将vacuum安装到了机械臂末端上，此时vacuum处于off状态，并不能进行抓取，还需要配置两个文件，一个是vacuum_control.py和一个发送开关指令的vacuum_switch.py。
其中vacuum_control.py是订阅开关程序发布的指令然后去控制vacuum的on/off：
#!/usr/bin/env python
import rospy, sys, numpy as np
import geometry_msgs.msg
import moveit_msgs.msg
from ur5_notebook.msg import Tracker
from std_msgs.msg import Header
from std_msgs.msg import Bool
from std_srvs.srv import Empty
def gripper_status(msg):
if msg.data:
return True
# print('gripper status = {}'.format(msg.data))
def gripper_on():
# Wait till the srv is available
rospy.wait_for_service('/arm/vacuum_gripper/on')
try:
# Create a handle for the calling the srv
turn_on = rospy.ServiceProxy('/arm/vacuum_gripper/on', Empty)
# Use this handle just like a normal function and call it
resp = turn_on()
return resp
except rospy.ServiceException, e:
print "Service call failed: %s" % e
def gripper_off():
rospy.wait_for_service('/arm/vacuum_gripper/off')
try:
turn_off = rospy.ServiceProxy('/arm/vacuum_gripper/off', Empty)
resp = turn_off()
return resp
except rospy.ServiceException, e:
print "Service call failed: %s" % e
def trigger(msg):
gripper_trigger = msg.flag2
if gripper_trigger:
gripper_on()
else:
gripper_off()
rospy.init_node("arm_gripper", anonymous=False)
gripper_status_sub = rospy.Subscriber('/arm/vacuum_gripper/grasping', Bool, gripper_status, queue_size=1)
cxy_sub = rospy.Subscriber('switch', Tracker, trigger, queue_size=1)
rospy.spin()
代码很简单，我就不带着大家读了。
接下来是发布开关的程序，思想就是根据控制程序中需要订阅的话题去编写一个发布器，将这个话题在你需要的时候发布一个布尔型变量即可，每个人的on/off条件不同，所以我给出发布器的部分程序：
def talker():
track = rospy.Publisher('switch', Tracker, queue_size=1)
rospy.init_node('vacuum_control',anonymous=True)
r = rospy.Rate(10)
while not rospy.is_shutdown():
tracker.flag2 = 1
track.publish(tracker)
r.sleep()
if __name__ == '__main__':
try:
talker()
except rospy.ROSInterruptException:pass
这部分程序是发布了一个值为true的话题，这用控制程序订阅后，就会启动vacuum。
当然，想关闭vacuum，就设置tracker.flag2 = 0 即可。
效果展示
最后，结合之前的教程，在实现二维码跟踪的基础上，加入了vacuum末端，跟踪到二维码后，再对其进行一个抓取实验，可以看到视频中我多次调整机械臂的位置，令其在一个合理的位置进行吸附。
