机器人模型文件urdf介绍

一、什么是urdf文件

URDF 文件：机器人建模的标准描述格式

URDF（Unified Robot Description Format） 是一种用于描述机器人模型的 XML 格式文件，由 ROS（机器人操作系统）社区开发，主要用于定义机器人的几何结构、运动学特性、惯性参数等。它如同机器人的 “数字蓝图”，能被 ROS 系统解析并用于仿真、控制或可视化。urdf文件的后缀名可以是.urdf，也可以是.xml

二、怎么写urdf文件

我们以一个自己创建的极其简单的六自由度机器人urdf文件为例介绍urdf文件的撰写方式，下面是创建的机器人文件robot.xml代码：

<?xml version="1.0"?>
<robot name="simple_robot"><!--自己创建的简单的六自由度机械臂--><!-- 基座 --><link name="base_link"><visual><geometry><box size="0.2 0.2 0.1"/></geometry><material name="gray"><color rgba="0.7 0.7 0.7 1"/></material></visual><collision><geometry><box size="0.2 0.2 0.1"/></geometry></collision><inertial><mass value="5.0"/><inertia ixx="0.01" ixy="0" ixz="0" iyy="0.01" iyz="0" izz="0.005"/></inertial></link><!-- 关节1 - 旋转基座 --><joint name="joint1" type="revolute"><parent link="base_link"/><child link="link1"/><origin xyz="0 0 0.1" rpy="0 0 0"/><axis xyz="0 0 1"/><limit lower="-3.14" upper="3.14" effort="100" velocity="1.5"/></joint><!-- 连杆1 --><link name="link1"><visual><geometry><box size="0.1 0.1 0.3"/></geometry><material name="blue"><color rgba="0 0 0.8 1"/></material></visual><collision><geometry><box size="0.1 0.1 0.3"/></geometry></collision><inertial><mass value="3.0"/><inertia ixx="0.03" ixy="0" ixz="0" iyy="0.03" iyz="0" izz="0.005"/></inertial></link><!-- 关节2 - 肩部俯仰 --><joint name="joint2" type="revolute"><parent link="link1"/><child link="link2"/><origin xyz="0 0 0.3" rpy="0 1.5708 0"/><axis xyz="0 1 0"/><limit lower="-1.57" upper="1.0" effort="100" velocity="1.5"/></joint><!-- 连杆2 --><link name="link2"><visual><geometry><box size="0.08 0.08 0.4"/></geometry><material name="blue"><color rgba="0 0 0.8 1"/></material></visual><collision><geometry><box size="0.08 0.08 0.4"/></geometry></collision><inertial><mass value="2.5"/><inertia ixx="0.02" ixy="0" ixz="0" iyy="0.02" iyz="0" izz="0.003"/></inertial></link><!-- 关节3 - 肘部俯仰 --><joint name="joint3" type="revolute"><parent link="link2"/><child link="link3"/><origin xyz="0 0 0.4" rpy="0 1.5708 0"/><axis xyz="0 1 0"/><limit lower="-2.0" upper="0.5" effort="80" velocity="1.5"/></joint><!-- 连杆3 --><link name="link3"><visual><geometry><box size="0.06 0.06 0.35"/></geometry><material name="blue"><color rgba="0 0 0.8 1"/></material></visual><collision><geometry><box size="0.06 0.06 0.35"/></geometry></collision><inertial><mass value="2.0"/><inertia ixx="0.015" ixy="0" ixz="0" iyy="0.015" iyz="0" izz="0.002"/></inertial></link><!-- 关节4 - 腕部旋转 --><joint name="joint4" type="revolute"><parent link="link3"/><child link="link4"/><origin xyz="0 0 0.35" rpy="0 0 0"/><axis xyz="0 0 1"/><limit lower="-3.14" upper="3.14" effort="50" velocity="2.0"/></joint><!-- 连杆4 --><link name="link4"><visual><geometry><box size="0.05 0.05 0.2"/></geometry><material name="blue"><color rgba="0 0 0.8 1"/></material></visual><collision><geometry><box size="0.05 0.05 0.2"/></geometry></collision><inertial><mass value="1.0"/><inertia ixx="0.005" ixy="0" ixz="0" iyy="0.005" iyz="0" izz="0.001"/></inertial></link><!-- 关节5 - 腕部俯仰 --><joint name="joint5" type="revolute"><parent link="link4"/><child link="link5"/><origin xyz="0 0 0.2" rpy="1.5708 0 0"/><axis xyz="1 0 0"/><limit lower="-1.57" upper="1.57" effort="50" velocity="2.0"/></joint><!-- 连杆5 --><link name="link5"><visual><geometry><box size="0.05 0.05 0.15"/></geometry><material name="blue"><color rgba="0 0 0.8 1"/></material></visual><collision><geometry><box size="0.05 0.05 0.15"/></geometry></collision><inertial><mass value="0.8"/><inertia ixx="0.003" ixy="0" ixz="0" iyy="0.003" iyz="0" izz="0.0005"/></inertial></link><!-- 关节6 - 腕部偏航 --><joint name="joint6" type="revolute"><parent link="link5"/><child link="end_effector_link"/><origin xyz="0 0 0.15" rpy="0 0 0"/><axis xyz="0 0 1"/><limit lower="-3.14" upper="3.14" effort="30" velocity="2.5"/></joint><!-- 末端执行器连接座 --><link name="end_effector_link"><visual><geometry><box size="0.06 0.06 0.05"/></geometry><material name="red"><color rgba="0.8 0 0 1"/></material></visual><collision><geometry><box size="0.06 0.06 0.05"/></geometry></collision><inertial><mass value="0.5"/><inertia ixx="0.001" ixy="0" ixz="0" iyy="0.001" iyz="0" izz="0.0005"/></inertial></link>
</robot>

下面是创建urdf机械臂在pybullet里面的可视化：

 

2.1  <robot>标签：文件根节点

每个 URDF 文件以<robot name="机器人名称">开头，定义机器人的整体名称，并包含所有连杆和关节的定义。

<robot name="simple_robot"><!-- 机器人的所有组件定义 -->
</robot>

2.2 <link>标签：定义机器人连杆

描述机器人的刚体部件（如基座、手臂），包含可视化、碰撞检测和惯性参数：

<link name="base_link"><!-- 可视化模型：定义外观 --><visual><geometry><box size="0.2 0.2 0.1"/></geometry><material name="gray"><color rgba="0.7 0.7 0.7 1"/></material></visual><!-- 碰撞模型：定义物理碰撞体积 --><collision><geometry><box size="0.2 0.2 0.1"/></geometry></collision><!-- 惯性参数：质量和转动惯量 --><inertial><mass value="5.0"/><inertia ixx="0.01" ixy="0" ixz="0" iyy="0.01" iyz="0" izz="0.005"/></inertial>
</link>

• 可视化与碰撞模型：通常使用相同的几何形状，但碰撞模型可简化以提高性能。
• 惯性矩阵：需根据连杆质量和尺寸计算（见教程后文）。

2.3  <joint>标签：定义关节连接

描述连杆之间的连接方式和运动特性：

<joint name="joint1" type="revolute"><parent link="base_link"/>    <!-- 父连杆名称 --><child link="link1"/>         <!-- 子连杆名称 --><origin xyz="0 0 0.1" rpy="0 0 0"/>  <!-- 关节在父连杆坐标系中的位置和姿态 --><axis xyz="0 0 1"/>           <!-- 旋转轴（revolute类型）或平移方向（prismatic类型） --><limit lower="-3.14" upper="3.14" effort="100" velocity="1.5"/>  <!-- 运动范围和限制 -->
</joint>

• 关节类型：
  • revolute：旋转关节（如肩关节）
  • prismatic：平移关节（如滑块）
  • fixed：固定连接（无自由度）
  • continuous：无限制旋转关节
  • floating：浮动关节（6 自由度）
• origin 参数：
  • xyz：位置偏移（米）
  • rpy：姿态偏移（弧度，按 Roll/Pitch/Yaw 顺序）

 2.4  <material>标签：定义材质

为连杆指定颜色或纹理：

<material name="gray"><color rgba="0.7 0.7 0.7 1"/>  <!-- RGB颜色值（0-1）和透明度 -->
</material>

• 材质可在多个连杆中复用。

 2.5 计算惯性矩阵（<inertia>标签）

惯性参数需根据连杆质量和几何形状计算。对于立方体（边长：lx, ly, lz，质量：m）：

<inertial><mass value="m"/><inertia ixx="m*(ly²+lz²)/12" ixy="0" ixz="0" iyy="m*(lx²+lz²)/12" iyz="0" izz="m*(lx²+ly²)/12" />
</inertial>

示例：边长为0.1 0.1 0.3、质量为 3.0kg 的连杆：

<inertia ixx="0.03" ixy="0" ixz="0" iyy="0.03" iyz="0" izz="0.005"/>

 2.6  坐标系与关节链设计

• • URDF 默认使用右手坐标系（X 前、Y 左、Z 上）。
  • <origin>标签定义子坐标系相对于父坐标系的变换。

• 关节链规则：

  • 从基座开始，按顺序定义连杆和关节。
  • 每个关节连接一个父连杆和一个子连杆，形成树形结构。

 2.7 最佳实践

(1)模块化设计：

• 按功能分组连杆和关节（如基座、大臂、小臂）。
• 使用注释分隔不同模块：

<!-- 基座部分 -->
<link name="base_link">...</link>
<joint name="joint1">...</joint><!-- 大臂部分 -->
<link name="link1">...</link>
<joint name="joint2">...</joint>

(2)参数校验：

• 使用check_urdf工具验证语法:

check_urdf your_robot.urdf

• 使用urdf_to_graphiz生成可视化结构图：

urdf_to_graphiz your_robot.urdf

(3)避免常见错误： 

• 确保关节的parent和child名称与已定义的连杆匹配。
• 惯性矩阵需满足物理约束（如ixx + iyy > izz）。

2.8  进阶技巧

• 合并重复定义：
  若多个连杆使用相同材质，可将<material>定义移至文件顶部复用。

• 使用 Xacro 扩展：
  Xacro（XML 宏）可简化 URDF 编写，支持变量、数学运算和代码复用：

<!-- Xacro示例：定义可复用的立方体连杆 -->
<xacro:macro name="box_link" params="name size mass color"><link name="${name}"><visual><geometry><box size="${size}"/></geometry><material name="${color}"/></visual><!-- 其他属性 --></link>
</xacro:macro>

2.9  验证与调试

(1)可视化检查：
使用 RViz 查看机器人模型：

roslaunch urdf_tutorial display.launch model:=your_robot.urdf

 (2)动力学仿真：
在 Gazebo 中测试机器人运动：

roslaunch gazebo_ros empty_world.launch
rosrun gazebo_ros spawn_model -file your_robot.urdf -urdf -model my_robot

三、在pybullet中加载urdf文件

下面是main文件代码，使用 PyBullet 物理引擎实现了一个机器人的仿真控制。首先，它初始化了物理环境，设置重力并加载平面和机器人模型，然后调整相机视角以便观察。代码会打印机器人的关节信息并验证关节数量，接着通过关节名称获取目标关节的索引。之后设置了关节控制参数，包括目标位置和最大驱动力，并将关节初始化为指定位置。在主循环中，代码实现了周期性运动演示：前两个关节会随时间做正弦运动，其他关节保持固定位置，同时按照 240Hz 的频率进行仿真步进，让用户能直观看到机器人的运动状态。

import pybullet as p
import pybullet_data
import math
import time# 连接物理引擎
physicsClient = p.connect(p.GUI)
p.setAdditionalSearchPath(pybullet_data.getDataPath())
p.setGravity(0, 0, -9.81)# 加载平面和机器人（确保文件名正确）
planeId = p.loadURDF("plane.urdf")
robotId = p.loadURDF("robot.xml",  # 确保文件名与实际一致basePosition=[0, 0, 0],baseOrientation=p.getQuaternionFromEuler([0, 0, 0]),useFixedBase=True
)# 设置相机视角
p.resetDebugVisualizerCamera(cameraDistance=1.5,cameraYaw=45,cameraPitch=-30,cameraTargetPosition=[0, 0, 0.3]
)# 打印关节信息
print("机器人关节信息:")
for joint_idx in range(p.getNumJoints(robotId)):joint_info = p.getJointInfo(robotId, joint_idx)joint_name = joint_info[1].decode("utf-8")joint_type = joint_info[2]print(f"关节 {joint_idx}: {joint_name}, 类型: {joint_type}")# 验证关节数量
total_joints = p.getNumJoints(robotId)
print(f"机器人总关节数: {total_joints}")# 通过关节名称获取索引（更可靠）
joint_names = ["joint1", "joint2", "joint3", "joint4", "joint5", "joint6"]
control_joints = []for name in joint_names:found = Falsefor joint_idx in range(total_joints):joint_info = p.getJointInfo(robotId, joint_idx)if joint_info[1].decode("utf-8") == name:control_joints.append(joint_idx)found = Truebreakif not found:print(f"警告: 未找到关节 '{name}'")print(f"控制的关节索引: {control_joints}")# 关节控制参数
target_positions = [0, 0.5, -1.0, 0, 0.5, 0]  # 目标关节角度（弧度）
max_forces = [50, 50, 30, 20, 10, 5]  # 最大驱动力# 设置关节初始位置
for i, joint_idx in enumerate(control_joints):p.resetJointState(robotId, joint_idx, target_positions[i])# 主循环
while p.isConnected():# 周期性运动演示t = time.time()for i, joint_idx in enumerate(control_joints):# 关节1和2做周期性运动，其他关节保持固定if i < 2:target_pos = 0.5 * math.sin(t * 0.5) + target_positions[i]else:target_pos = target_positions[i]p.setJointMotorControl2(bodyUniqueId=robotId,jointIndex=joint_idx,controlMode=p.POSITION_CONTROL,targetPosition=target_pos,force=max_forces[i])p.stepSimulation()time.sleep(1. / 240.)  # 240Hz仿真频率

其中加载urdf文件的代码是这一段：

robotId = p.loadURDF("robot.xml",  # 确保文件名与实际一致basePosition=[0, 0, 0],baseOrientation=p.getQuaternionFromEuler([0, 0, 0]),useFixedBase=True
)

p.loadURDF()参数：

• fileName：URDF 文件路径。

• basePosition：机器人基座的初始位置。

• baseOrientation：机器人基座的初始朝向（四元数表示）。

• useFixedBase：是否固定基座（如机械臂需固定，移动机器人则不需要）。

四、查看Franka Panda机械臂的urdf文件

我们查看一下franka panda机械臂的urdf文件。只要在pycharm里面安装了pybullet库，就会自动有franka panda的urdf文件，如果想到找到panda的urdf文件路径，可以运行下面代码获得

import pybullet_data
import os# 获取panda.urdf文件的路径
panda_urdf_path = os.path.join(pybullet_data.getDataPath(), "franka_panda/panda.urdf")# 打印文件路径
print(panda_urdf_path)

在控制台就可以看到路径了

 下面是打开的franka panda机械臂的urdf文件

<?xml version="1.0" ?>
<!-- =================================================================================== -->
<!-- |    This document was autogenerated by xacro from panda_arm_hand.urdf.xacro      | -->
<!-- |    EDITING THIS FILE BY HAND IS NOT RECOMMENDED                                 | -->
<!-- =================================================================================== -->
<robot name="panda" xmlns:xacro="http://www.ros.org/wiki/xacro"><link name="panda_link0"><inertial><origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0.05"/><mass value="2.9"/><inertia ixx="0.1" ixy="0" ixz="0" iyy="0.1" iyz="0" izz="0.1"/></inertial><visual><geometry><mesh filename="package://meshes/collision/link0.obj"/></geometry><material name="panda_white"><color rgba="1. 1. 1. 1."/></material></visual><collision><geometry><mesh filename="package://meshes/collision/link0.obj"/></geometry><material name="panda_white"/></collision></link><link name="panda_link1"><inertial><origin rpy="0 0 0" xyz="0 -0.04 -0.05"/><mass value="2.7"/><inertia ixx="0.1" ixy="0" ixz="0" iyy="0.1" iyz="0" izz="0.1"/></inertial><visual><geometry><mesh filename="package://meshes/visual/link1.obj"/></geometry><material name="panda_white"/></visual><collision><geometry><mesh filename="package://meshes/collision/link1.obj"/></geometry><material name="panda_white"/></collision></link><joint name="panda_joint1" type="revolute"><safety_controller k_position="100.0" k_velocity="40.0" soft_lower_limit="-2.8973" soft_upper_limit="2.8973"/><origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0.333"/><parent link="panda_link0"/><child link="panda_link1"/><axis xyz="0 0 1"/><limit effort="87" lower="-2.9671" upper="2.9671" velocity="2.1750"/></joint><link name="panda_link2"><inertial><origin rpy="0 0 0" xyz="0 -0.04 0.06"/><mass value="2.73"/><inertia ixx="0.1" ixy="0" ixz="0" iyy="0.1" iyz="0" izz="0.1"/></inertial><visual><geometry><mesh filename="package://meshes/visual/link2.obj"/></geometry><material name="panda_white"/></visual><collision><geometry><mesh filename="package://meshes/collision/link2.obj"/></geometry><material name="panda_white"/></collision></link><joint name="panda_joint2" type="revolute"><safety_controller k_position="100.0" k_velocity="40.0" soft_lower_limit="-1.7628" soft_upper_limit="1.7628"/><origin rpy="-1.57079632679 0 0" xyz="0 0 0"/><parent link="panda_link1"/><child link="panda_link2"/><axis xyz="0 0 1"/><limit effort="87" lower="-1.8326" upper="1.8326" velocity="2.1750"/></joint><link name="panda_link3"><inertial><origin rpy="0 0 0" xyz="0.01 0.01 -0.05"/><mass value="2.04"/><inertia ixx="0.1" ixy="0" ixz="0" iyy="0.1" iyz="0" izz="0.1"/></inertial><visual><geometry><mesh filename="package://meshes/visual/link3.obj"/></geometry><material name="panda_red"><color rgba="1. 1. 1. 1."/></material></visual><collision><geometry><mesh filename="package://meshes/collision/link3.obj"/></geometry></collision></link><joint name="panda_joint3" type="revolute"><safety_controller k_position="100.0" k_velocity="40.0" soft_lower_limit="-2.8973" soft_upper_limit="2.8973"/><origin rpy="1.57079632679 0 0" xyz="0 -0.316 0"/><parent link="panda_link2"/><child link="panda_link3"/><axis xyz="0 0 1"/><limit effort="87" lower="-2.9671" upper="2.9671" velocity="2.1750"/></joint><link name="panda_link4"><inertial><origin rpy="0 0 0" xyz="-0.03 0.03 0.02"/><mass value="2.08"/><inertia ixx="0.1" ixy="0" ixz="0" iyy="0.1" iyz="0" izz="0.1"/></inertial><visual><geometry><mesh filename="package://meshes/visual/link4.obj"/></geometry><material name="panda_white"/></visual><collision><geometry><mesh filename="package://meshes/collision/link4.obj"/></geometry><material name="panda_white"/></collision></link><joint name="panda_joint4" type="revolute"><safety_controller k_position="100.0" k_velocity="40.0" soft_lower_limit="-3.0718" soft_upper_limit="-0.0698"/><origin rpy="1.57079632679 0 0" xyz="0.0825 0 0"/><parent link="panda_link3"/><child link="panda_link4"/><axis xyz="0 0 1"/><limit effort="87" lower="-3.1416" upper="0.0" velocity="2.1750"/></joint><link name="panda_link5"><inertial><origin rpy="0 0 0" xyz="0 0.04 -0.12"/><mass value="3"/><inertia ixx="0.1" ixy="0" ixz="0" iyy="0.1" iyz="0" izz="0.1"/></inertial><visual><geometry><mesh filename="package://meshes/visual/link5.obj"/></geometry><material name="panda_white"/></visual><collision><geometry><mesh filename="package://meshes/collision/link5.obj"/></geometry><material name="panda_white"/></collision></link><joint name="panda_joint5" type="revolute"><safety_controller k_position="100.0" k_velocity="40.0" soft_lower_limit="-2.8973" soft_upper_limit="2.8973"/><origin rpy="-1.57079632679 0 0" xyz="-0.0825 0.384 0"/><parent link="panda_link4"/><child link="panda_link5"/><axis xyz="0 0 1"/><limit effort="12" lower="-2.9671" upper="2.9671" velocity="2.6100"/></joint><link name="panda_link6"><inertial><origin rpy="0 0 0" xyz="0.04 0 0"/><mass value="1.3"/><inertia ixx="0.1" ixy="0" ixz="0" iyy="0.1" iyz="0" izz="0.1"/></inertial><visual><geometry><mesh filename="package://meshes/visual/link6.obj"/></geometry><material name="panda_white"/></visual><collision><geometry><mesh filename="package://meshes/collision/link6.obj"/></geometry><material name="panda_white"/></collision></link><joint name="panda_joint6" type="revolute"><safety_controller k_position="100.0" k_velocity="40.0" soft_lower_limit="-0.0175" soft_upper_limit="3.7525"/><origin rpy="1.57079632679 0 0" xyz="0 0 0"/><parent link="panda_link5"/><child link="panda_link6"/><axis xyz="0 0 1"/><limit effort="12" lower="-0.0873" upper="3.8223" velocity="2.6100"/></joint><link name="panda_link7"><inertial><origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0.08"/><mass value=".2"/><inertia ixx="0.1" ixy="0" ixz="0" iyy="0.1" iyz="0" izz="0.1"/></inertial><visual><geometry><mesh filename="package://meshes/collision/link7.obj"/></geometry><material name="panda_white"/></visual><collision><geometry><mesh filename="package://meshes/collision/link7.obj"/></geometry><material name="panda_white"/></collision></link><joint name="panda_joint7" type="revolute"><safety_controller k_position="100.0" k_velocity="40.0" soft_lower_limit="-2.8973" soft_upper_limit="2.8973"/><origin rpy="1.57079632679 0 0" xyz="0.088 0 0"/><parent link="panda_link6"/><child link="panda_link7"/><axis xyz="0 0 1"/><limit effort="12" lower="-2.9671" upper="2.9671" velocity="2.6100"/></joint><link name="panda_link8"><inertial><origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0"/><mass value="0.0"/><inertia ixx="0.1" ixy="0" ixz="0" iyy="0.1" iyz="0" izz="0.1"/></inertial></link><joint name="panda_joint8" type="fixed"><origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0.107"/><parent link="panda_link7"/><child link="panda_link8"/><axis xyz="0 0 0"/></joint><joint name="panda_hand_joint" type="fixed"><parent link="panda_link8"/><child link="panda_hand"/><origin rpy="0 0 -0.785398163397" xyz="0 0 0"/></joint><link name="panda_hand"><inertial><origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0.04"/><mass value=".81"/><inertia ixx="0.1" ixy="0" ixz="0" iyy="0.1" iyz="0" izz="0.1"/></inertial><visual><geometry><mesh filename="package://meshes/visual/hand.obj"/></geometry><material name="panda_white"/></visual><collision><geometry><mesh filename="package://meshes/collision/hand.obj"/></geometry><material name="panda_white"/></collision></link><link name="panda_leftfinger"><contact><friction_anchor/><stiffness value="30000.0"/><damping value="1000.0"/><spinning_friction value="0.1"/><lateral_friction value="1.0"/></contact><inertial><origin rpy="0 0 0" xyz="0 0.01 0.02"/><mass value="0.1"/><inertia ixx="0.1" ixy="0" ixz="0" iyy="0.1" iyz="0" izz="0.1"/></inertial><visual><geometry><mesh filename="package://meshes/visual/finger.obj"/></geometry><material name="panda_white"/></visual><collision><geometry><mesh filename="package://meshes/collision/finger.obj"/></geometry><material name="panda_white"/></collision></link><link name="panda_rightfinger"><contact><friction_anchor/><stiffness value="30000.0"/><damping value="1000.0"/><spinning_friction value="0.1"/><lateral_friction value="1.0"/></contact><inertial><origin rpy="0 0 0" xyz="0 -0.01 0.02"/><mass value="0.1"/><inertia ixx="0.1" ixy="0" ixz="0" iyy="0.1" iyz="0" izz="0.1"/></inertial><visual><origin rpy="0 0 3.14159265359" xyz="0 0 0"/><geometry><mesh filename="package://meshes/visual/finger.obj"/></geometry><material name="panda_white"/></visual><collision><origin rpy="0 0 3.14159265359" xyz="0 0 0"/><geometry><mesh filename="package://meshes/collision/finger.obj"/></geometry><material name="panda_white"/></collision></link><joint name="panda_finger_joint1" type="prismatic"><parent link="panda_hand"/><child link="panda_leftfinger"/><origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0.0584"/><axis xyz="0 1 0"/><limit effort="20" lower="0.0" upper="0.04" velocity="0.2"/></joint><joint name="panda_finger_joint2" type="prismatic"><parent link="panda_hand"/><child link="panda_rightfinger"/><origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0.0584"/><axis xyz="0 -1 0"/><limit effort="20" lower="0.0" upper="0.04" velocity="0.2"/><mimic joint="panda_finger_joint1"/></joint><link name="panda_grasptarget"><inertial><origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0"/><mass value="0.0"/><inertia ixx="0.1" ixy="0" ixz="0" iyy="0.1" iyz="0" izz="0.1"/></inertial></link><joint name="panda_grasptarget_hand" type="fixed"><parent link="panda_hand"/><child link="panda_grasptarget"/><origin rpy="0 0 0" xyz="0 0 0.105"/></joint></robot>

Franka机械臂的urdf文件中大部分内容和我们在上面介绍过的知识都差不多，唯一不太相同的就是创建几何形状时的代码，不再是<box size="0.2 0.2 0.1"/>形式，因为这里的连杆不再是简单的长方体了，因此使用<mesh>子标签来导入外部网格模型作为连杆的几何形状。

<geometry><mesh filename="package://meshes/collision/link0.obj"/>
</geometry>

（1）<mesh>子标签：
用于导入外部网格模型作为连杆的几何形状，主要参数：

• filename：模型文件路径，使用 ROS 的package://语法。

（2）package://路径语法：
ROS 中特有的路径表示方式，格式为：

package://<包名>/<相对路径>

在本urdf文件中，package://meshes/collision/link0.obj表示：

• 从名为meshes的 ROS 包中查找collision/link0.obj文件。
• 实际物理路径可能是：~/catkin_ws/src/meshes/collision/link0.obj。

还有一个不同的就是设置了关节安全控制约束，<safety_controller> 是 URDF（Unified Robot Description Format）中用于描述关节安全控制参数的标签。

 <safety_controller k_position="100.0" k_velocity="40.0" soft_lower_limit="-2.8973" soft_upper_limit="2.8973"/>

其属性含义如下：

• k_position：用于说明位置和速度之间的关系，一旦某个关节要接近极限位置的时候，它能对同向位置施加的同向速度便更小，而对阻碍它运动的异向速度则可以更大。
• k_velocity：用于说明力和速度之间的关系，一旦某个方向的关节速度过大，则能对同向速度施加的同向扭矩便更小，而对阻碍它运动的扭矩（即异向扭矩）则可以更大。
• soft_lower_limit：指定了关节安全控制边界的下界，是关节安全控制的起始限制点，这个值需要大于 <limit> 标签中的 lower 值。
• soft_upper_limit：指定了关节安全控制边界的上界，是关节安全控制的起始限制点，这个值需要小于 <limit> 标签中的 upper 值。