此篇部落格轉自本作者在古月居的部落格：https://www.guyuehome.com/24692
前言： 非常高興能作為古月居的簽約作者，以後将推出更有價值的文章，以供參考。 由于最近要參與一個等效為機械臂的項目，肯定需要做仿真，在加上好友青雲同樣想要學習機器人仿真軟體，特此推出這個簡單的教程，基于的環境是Webots-2020a。另外，在很早之前，自己也推出了一個舵輪底盤的教程，但是相對于機械臂來說，結構稍顯簡單。這次為建構一個三自由度機械臂作為參考案例。最終效果圖如下
首先，在webots中建立一個工程，點選上方Wizards，建立工程為mii_hand。
然後，在建立環境，為hand.wbt， 一路确認。
然後，在左邊清單欄，滑鼠右擊，Add new，展開Base nodes, 添加一個Robot節點。
添加後，左側展開Robot節點，找到children，children很重要，後面不同元件的關系都是依據在children 下并行連接配接還是串行連接配接。這裡我們需要給這個機器人添加一個主體形狀，右擊children, 點選Add New，找到Base node添加一個Shape, 需要配置他的幾何形狀（需要右擊geometry, 然後Add New，在Base node下面）和外觀（需要右擊material, 然後Add New，在Base node下面），具體的配置如下，這是一個黃色的圓柱體。
有了具體形狀，那麼我們肯定還需要配置他的實體效果。首先需要為它添加碰撞邊界，首先需要重新命名所建立的Shape, 點選Shape後在下方找到DEF,修改為BODY。然後在Robot節點下面找到boundingObject，右擊添加，找到USE，具體如圖所示，可以找到BODY（Shape）。然後，找到physics Physics，直接添加實體屬性。這裡如果不做修改，預設品質按 體積*密度。關鍵點如下圖。
完成上述後，最後一覽效果如下。此時，運作仿真，圓柱體就會立在地面上。
接下來添加機器人關節，需要為機器人添加鉸鍊（HineJoint），在BODY shape 下面，右擊添加Base node 下面中的 HingeJoint。
首先為鉸鍊添加一個實體（Solid）,先展開HingeJoint，同樣上面的操作，添加Solid。
同樣之前的操作，添加形狀為 Cyliner，然後配置他的大小，顔色等。
配置大小，位姿，形狀如下橙黃色圓柱體所示
接下來配置電機實體的碰撞編輯和實體效果，與之前的BODY操作一緻。
接下來配置，鉸鍊的位置資訊，如下。其中，主要是axis 和 anchor ，分别的表述意思為軸朝向和軸坐标位置，仔細觀察前面的實體左邊，你會發現和圓柱實體中心重合，這符合旋轉電機特點。
接下來為鉸鍊添加裝置，這裡添加電機，當然還可以添加位置傳感器，一般的電機API中可以傳回位置資訊，是以可以選擇不用在添加。
接下來配置電機具體參數，其中有很多屬性，這裡隻配置最大速度和最大扭矩，其他保持預設，該假設電機為理想的模型。
此時點選上方運作，可以發現鉸鍊關節随主體一起運動（我這裡對機器人添加幹擾力，使其翻倒）。
接下來，需要給鉸鍊添加延伸的肢體，相似的，在鉸鍊關節下Solid的children下添加Solid，此時肢體的父坐标系就是電機的Solid。
由于，第一個肢體是一個L形的形狀，需要兩個長方體Shape拼接而成，此處，需要用到Group和Transform，前者可以了解為将多個Shape組合為一個對象，後者則是對對象的一個位移和旋轉變換。 同樣的流程，在肢體Solid下面添加Group
然後添加 Transform
在 Transform 下添加 Shape，配置形狀，大小，及紋理參數。
同樣的操作，配置第二個肢體第二部分
此時，需要配置肢體的碰撞邊界時，隻需要重新定義Group就可以，然後添加實體效果，具體配置如下圖
然後，則需要配置下一個關節單元。在上面配置的肢體下面的children下面添加HingJoint，與上面同樣的流程，電機屬性一緻，不相同的參數部分有以下所示，
那麼，同理，如果要進行下一段肢體的配置，則在 Motor2 下的Solid 下的children下，添加肢體的Solid即可。具體配置與上述同理，具體參數如下
然後，就可以配置第三個電機單元和下一段肢體。配置流程，同上述的過程，配置的效果如下
然後，運作仿真（我這裡對機器人添加幹擾力，使其翻倒），可以看到
初步總結： 配置的核心思想就是，一個實體或者元件，在父節點的children下就意味着，該實體或者元件坐标系從屬父節點的坐标系。對于串級的機械臂，配置可以是K級坐标系在上K-1級坐标系下，這是一種比較容易了解的方法。當然，不隻有這一種配置方法。 接下來，建立一個簡單的控制器（python），驅動電機單元。點選上面的Wizards，點選New Robot Controller，一路next,
我是使用 VSCode打開可以看到,
這一步很關鍵，需要将Robot下面的控制器修改為我們建立的控制器，展開Robot，找到controller，具體如下,
緊接着，編寫控制器内容。這裡我們簡單調用那三個電機，跑到一個固定位置下。
最終運作的效果如下所示，可以見到機器人把手舉了起來。
總結： Webots建構機器人簡易模型是非常容易的，模組化方法不隻有這一種。這個過程在給與一個簡單的例子，友善大家了解。如果熟悉了整個流程，那麼就可以很容易去構架其他的串級關節的機器人，比如建構一個四足機器人。
最後，如果有什麼疑問，歡迎大家留言。