追加拘束の設定¶

概要 ¶

Choreonoidのボディモデルにおいて、リンクは関節によって木構造として接続されます。一方で、閉リンク機構のように、木構造では表現できない接続をもつメカニズムも存在します。また、シミュレーションにおいて物体同士を連結したい場合もあります。

このような接続・連結を実現するための機能が「追加拘束（Extra Joint）」です。追加拘束は任意の2つのリンク間に追加する拘束で、これを設定しておくと、シミュレーション実行時にシミュレータアイテムがこれを読み込み、対応する拘束力が働くようになります。

拘束の種類 ¶

追加拘束では以下の種類の拘束を利用できます。

ball

2つのリンクに設定した拘束点の位置を一致させます。拘束点まわりの相対回転は自由に行える、球面関節に相当する拘束です。

hinge

2つのリンクに設定した拘束軸の軸線を一致させ、軸まわりの相対回転のみを許容します。回転関節に相当する拘束です。

piston

拘束軸に直交する方向の並進を拘束し、軸方向の相対並進と軸まわりの相対回転を許容します。円筒関節に相当する拘束です。

fixed

2つのリンクの相対位置・姿勢を完全に固定します。

モデルファイルでの記述 ¶

同一モデル内のリンク間の追加拘束は、Body形式のモデルファイルにおいて、トップレベルの extra_joints キーのリストとして記述します。以下は閉リンク機構のサンプルモデル（share/model/misc/ClosedLinkSample.body）における記述に対応する例です。

extra_joints:
  -
    link1_name: J1
    link2_name: J3
    joint_type: hinge
    axis: [ 0, 0, 1 ]
    translation_in_link1: [ 0.2, 0, 0 ]
    translation_in_link2: [ 0, 0.1, 0 ]

各項目では以下のキーを設定できます。

キー	意味
`link1_name`	拘束する一方のリンクの名前です。
`link2_name`	拘束する他方のリンクの名前です。
`joint_type`	拘束の種類を「ball」「hinge」「piston」「fixed」から指定します。
`axis`	拘束軸です。joint_typeがhingeまたはpistonのときに使用します。
`translation_in_link1` / `translation_in_link2`	各リンクのローカル座標における拘束点の位置です。
`rotation_in_link1` / `rotation_in_link2`	各リンクのローカル座標における拘束フレームの姿勢です。軸・角度形式（[x, y, z, θ]）で指定します（省略可）。

モデルファイルの記述の詳細については ExtraJointノードも参照してください。

シミュレータアイテムごとの対応状況 ¶

追加拘束は多くのシミュレータアイテムで利用できますが、対応する拘束の種類はシミュレータアイテムによって異なります。対応状況は以下のとおりです。

拘束タイプ	AIST	PhysX	MuJoCo	Bullet	ODE	AGX
ball	○	○	○	○	○	○
hinge	○	○	○	○	○	○
piston	○	○	×	○	○	○
fixed	×	○	○	○	○	○
異なるボディ間の拘束	○	○	○	○	○	×

対応していない拘束タイプが設定されていた場合、その拘束は無視されます。

Robotiq 2F-85グリッパ （share/model/Robotiq/2F-85.body）

平行リンク機構で構成されるグリッパのフィンガー部について、リンク機構の閉ループをhingeタイプの追加拘束で実現しています。

双腕建機ロボット DoubleArmV7 （share/model/DoubleArmV7/。DoubleArmV7A.body等から読み込まれるDoubleArmV7-Upper.bodyに記述）

グリッパ部のリンク機構の閉ループをballタイプの追加拘束で実現しています。 World Robot Summit 2018 のサンプルで使用されているモデルです。

四輪車モデル FourWheelCar （share/model/misc/FourWheelCar.body）

ステアリング機構の閉リンクをhingeタイプの追加拘束で実現しています。

追加拘束の設定¶

概要 ¶

拘束の種類 ¶

モデルファイルでの記述 ¶

シミュレータアイテムごとの対応状況 ¶

異なるボディ間の拘束 ¶

サンプル ¶

ClosedLinkSample ¶

ExtraJointSample ¶

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