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# Soft Arm Sim - ROS 2 柔性机械臂仿真平台
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2026-01-14 15:42:35 +08:00
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这是一个基于 ROS 2 (Humble) 开发的柔性机械臂（Soft Manipulator）仿真系统。
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项目实现了基于 **常曲率（PCC）** 假设的运动学模型，并解决了软体机器人在 Rviz 中常见的 **视觉同步延迟问题**，实现了高帧率、无滞后的动态仿真。
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## 🤖 项目概况
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- **机器人构型**：3 段 PCC 串联结构。
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- **物理参数**：总长 720mm (3段 x 240mm)，每段包含 3 个圆盘（Disk），直径 80mm。
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- **核心特性**：
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- **解耦架构**：数学模型 (Model)、可视化 (Base)、控制 (Control) 完全分离。
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- **零延迟可视化**：采用 `MarkerArray` 技术同时渲染骨架与圆盘，彻底消除 TF 插值导致的时序不同步。
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- **扩展性**：预留了深度学习（RL）与硬件电机控制接口。
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## 📂 文件结构说明
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```text
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src/
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├── soft_arm_sim/
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│ ├── config/ # [预留] 存放 .yaml 配置文件 (如机械臂尺寸参数)
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│ ├── launch/
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│ │ └── simulate.launch.py # [启动] 一键启动脚本，同时加载 Rviz、仿真节点和状态发布器
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│ ├── resource/ # ROS 资源索引文件
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│ ├── urdf/
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│ │ └── soft_arm.urdf.xacro # [模型] 机器人的物理描述文件 (主要用于定义 base_link 关系)
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│ ├── soft_arm_sim/ # === Python 核心源码包 ===
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│ │ ├── __init__.py
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│ │ ├── base/ # [可视化层]
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│ │ │ ├── __init__.py
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│ │ │ └── simulation_node.py # [核心节点] 负责：
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│ │ │ # 1. 调用 Model 计算运动学
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│ │ │ # 2. 发布 TF (用于后台坐标系维护)
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│ │ │ # 3. 发布 MarkerArray (用于 Rviz 零延迟显示 Disk 和 轴线)
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│ │ ├── control/ # [控制层]
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│ │ │ ├── __init__.py
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│ │ │ └── test_controller.py # [示例] 发送正弦波信号，测试机械臂蠕动效果
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│ │ ├── deeplearning/ # [学习层] 预留给 Gym 环境或强化学习训练脚本
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│ │ ├── model/ # [数学层]
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│ │ │ ├── __init__.py
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│ │ │ └── pcc_kinematics.py # [算法] 纯数学 PCC 正运动学解算，生成 Disk 变换矩阵和贝塞尔曲线点
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│ ├── package.xml # ROS 包依赖描述
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│ ├── setup.cfg # Python 脚本安装路径配置 (解决 libexec 报错)
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│ └── setup.py # Python 包构建配置
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└── startbash # [工具] 自定义启动脚本 (如果包含相关指令)
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