Matlab - Solidworks 机器人模型联合仿真（2）如何把CAD文件转化成URDF文件机器人建模

前沿：在进行机器人仿真时建模往往是一项比较繁琐的工作，URDF（Unified Robot Description Format,统一机器人描述格式）作为一个很常用的机器人描述格式，能很方便的让我们进行机器人动力学和运动学仿真。Matlab、ROS、V-rep都支持URDF，这里介绍一种可以直接把sw文件转化成URDF格式的方法。
1.准备工作 1.1 去这里下载solidworks to urdf插件安装包，然后直接安装（安装位置随意，装哪里sw都能识别，需要注意的是这个插件面向的是sw2018及更新版本的sw，旧版本可能会用不了，盗版sw也有可能用不了，如果出问题建议重装更新版本的sw）
【Matlab - Solidworks 机器人模型联合仿真（2）如何把CAD文件转化成URDF文件】1.2 打开sw，点击工具-插件，在SW2URDF处打勾勾。接着在文件下拉菜单里就会多一个Export as URDF选项，然后我们就可以愉快的使用了。（也会有安装插件并打勾之后未出来这个选项的情况出现，我就遇到了这种情况，不才，未找到解决方法，重装了sw）
2.DH法建立机械臂坐标系 2.1 准备机械图纸
准备好机械图纸，确定好各个连杆关节之间的关系，没有图纸的在这里下载，我这边的机械模型如下：

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基底和转动台由转动关节1相连
转动台与连杆1由转动关节2相连
连杆1与连杆2由转动关节3相连

2.2 确定初始位置
确定一个机械臂的初始位置，并把你的机械模型的CAD也调整到初始位置

Matlab - Solidworks 机器人模型联合仿真（2）如何把CAD文件转化成URDF文件

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如果你是使用配合来调整的话，为了防止完全定义的装配体影响生成的URDF文件，调整完初始位置记得压缩掉相关配合，给装配体留下相应的自由度，不然系统自动生成的坐标系的位置不正确。
2.3 附上坐标轴
提取出机械臂的简化模型，并按照DH法附上关节坐标系

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我这里红色是x轴，蓝色是z轴，绿色是y轴
3.把模型转换成URDF格式 3.1 生成关节坐标轴和坐标系
打开你的机械模型，点击file——File-Export as URDF
界面左边会出现导出选项（这是我未调整初始位形时截的图，但不影响讲解。这里我们先让系统自动帮我们生成关节轴和坐标系，然后再自行调整，其实更好的做法是我们自己定义好关节主轴，然后再用urdf导出工具选择关节对应的主轴生成urdf）

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先点击第一个模块，也就是我们机械模型的基底
命名 link name 为 base
base为我们固定的世界坐标系提供参考，系统会自动帮我们配置世界坐标系位置
base 连着一个子模块，也就是转动台。于是把child link 数目调至1
进行下一个link的配置，点击empty，再点击转动台

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点击模型里的转动台
给连杆起名字
给关节起名字
参考坐标系，现在我们没有定义坐标系，让系统自动生成，等下自己调整
参考坐标轴，同上放默认，等下自己调整
选你的关节类型，我们这里是转动关节，因此选择 revolute
转动台连着一个子连杆，因此子连杆数目调至1
再点击 empty 再点击连杆1，以此类推完成所有的配置

最后一个link 没有子连杆，因此子连杆数目默认0就可以。待所有关节和连杆配置完成以后，点击preview and export

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这时系统会自动根据你的配置来放置坐标轴和坐标系，几秒钟之后弹出窗口：

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这里可以点击左边窗口的 link 来查看并且修改一些参数，这时我们还不能直接点击next。我们还需要检查并调整刚刚系统自动生成的坐标系和坐标轴。
3.2 调整坐标系
关掉这个窗口，看我们的模型窗口，我们发现我们的模型多了一些坐标轴和坐标系。

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仔细查看这几个坐标系

Origin_global 就是系统定义的全局坐标系
Origin_global1 ~ Origin_global3 就是我们的关节所在的坐标系
Axis_joint1~ Axis_joint3 是我们的关节轴

仔细观察各个坐标系，我们发现它与我们之前自己根据DH法定义的坐标系不同，因此需要我们做出相关调整。

选中坐标轴
点击 edit feature 进入坐标系调整页面
根据情况调整

这里不再赘述。
3.3 应用调整好的坐标系
坐标系调整结束之后，再次点击file——File-Export as URDF，然后重复3.1的步骤，只不过Coordinate system 和 axis 需要选择我们刚刚调整过的最终的坐标系和坐标轴。所有关节和link都要配置。

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配置结束之后继续点击preview，进行最后的参数调整。
3.4 最后的参数调整及生成urdf文件
在弹出的窗口里是给我们做关节参数调整的。点击左边窗口的各个joint可以查看关节坐标系的位置和方向。我们查看三个关节，发现关节2的旋转正方向不对，这里我们改成 1

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初学者，其他参数我们暂时不管，点击下一步。
弹出第二个参数调整，这里是连杆参数的窗口，我们查看各个连杆，发现Inertia那一栏很多超级小的数字，可以改为0

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如果最后参数确认无误的话，再点击Export URDF and Meshes…（如果点击左边的Export URDF only的话，系统只会生成urdf文件，在仿真的时候没有mesh文件，因此你不能看到3D仿真图形）
选择生成文件的位置，并保存，很快提示你生成成功。我们定位到文件位置，最终生成了下面的这些文件。