Unity3d数字化看板-多关节机器人运动控制

Unity3d数字化看板-多关节机器人运动控制
在工业数字化看板中，常见的一种设备就是机械臂，也可能说是多关节的机器人，通过机械臂的各个关节旋转运动（也有机械臂的轴是伸缩），运行到指定位置，再配合夹爪和其他设备进行操作，这种时候获取的数据就是一组角度数组，需要跟模型上的各个关节进行关联，来达到虚实联动。

特殊：机器人多关节跟随运动
机械手运动控制主要是关节的旋转，通过控制多个关节的角度，实现对机械手的同步控制

机械手运动控制，可以分解为多个关节的运动，下一关节是跟随在上一关节运动，在处理模型的时候将下一关节作为子物体挂在上一关节下，通过控制多个关节的角度，达到机械手的运动同步。

模型示例如下（模型是从网上下载）

模型处理

1. 模型解锁

初始模型如果未处理就像下面这样，各种零件、模型都是平铺，没有相互的关系，无法进行关节控制，需要对模型子物体进行处理。

此时模型跟模型文件直接关联，物体和子物体名称都是蓝色，无法进行移动修改

解决方法：

方式一：

右键“Prefab”→“Unpack”,将其解锁

解锁后模型名称变成灰色，即可直接进行修改，修改完成后，可以将模型拉入到Project视图中，生成预制体

方式二：

生成预制体，直接将模型拖入Project窗口文件夹中，

提示创建预制体，选择“Original Prefab”原始预制体，生成新的预制体。

在文件夹中生成一个.prefab文件就是预制体文件，这时可以双击生成的预制体文件或者在场景中点击模型右侧的箭头，进入预制体文件，然后对模型进行修改，修改各个子物体的关系。

2. 关节处理

关节一示例：

（1）在机械臂下面创建两个物体，一个是组件，一个是关节一（关节N当前处理的关节进行修改）

（2）调整关节一的旋转中心，调整到旋转的正确位置（很重要）

（3）将子物体分别放到组件和关节两个物体下

组件用于放置不跟随该关节一起运动的部分，关节是该关节部门和其子关节部分。

如图所示底座是不跟随关节一运动的，其余都跟随运动，所以将底座放在组件中，其他都放在关节一中

（4）旋转测试

选中关节一，拖动图中旋转线测试一下，分组是否有问题，没有问题恢复就可进行下一关节



关节二示例：
（1）跟关节一一样，创建组件和关节二

（2）调整旋转中心，调整到第二个关节旋转轴上



调整后

（3）分组，不动部分放在组件中，运动部分放在关节二中




（4）旋转测试正常



其他关节如上类似处理

3. 多关节统一控制
通过RobotControl脚本统一对多个关节进行运动

public class RobotControl : MonoBehaviour
{
/// <summary>
/// 关节组
/// </summary>
public MoveBase[] Joints;

/// <summary>
/// 关节数据
/// </summary>
public static float[] DataAngles;

// Start is called before the first frame update
void Start()
{
DataAngles=new float[2];
}

// Update is called once per frame
void Update()
{

for (int i = 0; i < Joints.Length; i++)
{
Joints[i].SetDataPos(DataAngles[i]);
}

}
}

根据关节旋转属性挂上对应运动脚本，如下关节一使用Y方向旋转脚本YRotate，关节2是X方向旋转脚本XRotate

然后在机械臂模型上挂上RobotControl.cs脚本，然后将关节一、二分别按顺序添加到Joints上面

测试：

在测试运动脚本中进行模拟运动

效果

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