在ROS環境下進行機器人建模最常用的方法就是使用URDF檔案對機器人進行描述，URDF檔案形成通常有三種途徑：

1.直接使用URDF的XML tag進行檔案編寫。

2.使用XACRO建模後轉換成URDF檔案（更簡潔靈活，利於程式複用）。

3.使用三維軟體Solidworks進行三維繪圖後使用SW2URDF外掛轉換成URDF檔案（外掛對不同的SW相容性不好，不易安裝成功）。

本次建模使用上述的第二種方法。模型為一個四自由度機械手，具體的建模程式如下：

-------------------------------------------------------分割線---------------------------------------

<?xml version="1.0"?>
<robot name="dobot_arm" xmlns:xacro="http://www.ros.org/wiki/xacro">

  <!-- Include materials -->

    <material name="Black">
        <color rgba="0.0 0.0 0.0 1.0"/>
    </material>

    <material name="Red">
        <color rgba="0.8 0.0 0.0 1.0"/>
    </material>

    <material name="White">
        <color rgba="1.0 1.0 1.0 1.0"/>
    </material>

  <!-- Constants -->
  <property name="deg_to_rad" value="0.01745329251994329577"/>
  <property name="M_PI" value="3.14159"/>
  <property name="x" value="0.0125"/>

  <!-- base link properties -->
  <property name="base_len" value="0.168" />
  <property name="base_width" value="0.168" />
  <property name="base_height" value="0.055" />

  <!-- shoulder link properties -->
  <property name="shoulder_radius" value="0.06" />
  <property name="shoulder_len" value="0.085" />

  <!-- bigarm link properties -->
  <property name="bigarm_radius" value="0.03" />
  <property name="bigarm_len" value="0.135" />

  <!-- forearm link properties -->
  <property name="forearm_radius" value="0.03" />
  <property name="forearm_len" value="0.147" />

  <!-- chuck link properties -->
  <property name="chuck_len" value="0.08" />
  <property name="chuck_width" value="0.03" />
  <property name="chuck_height" value="0.03" />

  <!-- inertial matrix macro definition -->
   <xacro:macro name="inertial_matrix" params="mass">
      <inertial>
      <mass value="${mass}" />
        <inertia ixx="1.0" ixy="0.0" ixz="0.0" iyy="0.5" iyz="0.0" izz="1.0" />
      </inertial>
   </xacro:macro>

<!-- transmission block macro definition -->
   <xacro:macro name="transmission_block" params="joint_name">
 <transmission name="tran1">
   <type>transmission_interface/SimpleTransmission</type>
   <joint name="${joint_name}">
     <hardwareInterface>PositionJointInterface</hardwareInterface>
   </joint>
   <actuator name="motor1">
     <hardwareInterface>PositionJointInterface</hardwareInterface>
     <mechanicalReduction>1</mechanicalReduction>
   </actuator>
 </transmission>
   </xacro:macro>

<!-- ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// -->
  <virtual_joint name="fixed_frame" type="fixed" parent_frame="base_link" child_link="base_link" />  

<!-- ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// -->

  <!-- BASE LINK -->
  <link name="base_link">
    <visual>
      <origin xyz="0 0 0.0275" rpy="0 0 0" /> 
      <geometry>
       <box size="${base_len} ${base_width} ${base_height}" />
      </geometry>
      <material name="White" />
    </visual>

    <collision>
      <origin xyz="0 0 0.0275" rpy="0 0 0" />
      <geometry>
      <box size="${base_len} ${base_width} ${base_height}" />
      </geometry>
      </collision>>
<xacro:inertial_matrix mass="1"/>
  </link>

  <gazebo reference="base_link">
    <material>Gazebo/White</material>
  </gazebo>

  <joint name="shoulder_joint" type="revolute">
    <parent link="base_link"/>
    <child link="shoulder_link"/>
    <origin xyz="0 0 0.055" rpy="0 0 0" />
    <axis xyz="0 0 1" />
    <limit effort="300" velocity="1" lower="-2.35619449" upper="2.35619449"/>
    <dynamics damping="50" friction="1"/>
  </joint>

<!-- ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// -->

  <!-- SHOULDER LINK -->
  <link name="shoulder_link" >
    <visual>
      <origin xyz="0 0 0.0425" rpy="0 0 0" />
      <geometry>
            <cylinder radius="${shoulder_radius}" length="${shoulder_len}"/>
      </geometry>
      <material name="Red" />
    </visual>

    <collision>
      <origin xyz="0 0 0.0425" rpy="0 0 0" />
      <geometry>
            <cylinder radius="${shoulder_radius}" length="${shoulder_len}"/>
      </geometry>
    </collision>
<xacro:inertial_matrix mass="1"/>
  </link>

  <gazebo reference="shoulder_link">
    <material>Gazebo/Red</material>
  </gazebo>

  <joint name="bigarm_joint" type="revolute">
    <parent link="shoulder_link"/>
    <child link="bigarm_link"/>
    <origin xyz="0 0 0.085" rpy="0 0 0" />
    <axis xyz="0 1 0" />
    <limit effort="300" velocity="1" lower="0.0" upper="1.483529864195" />
    <dynamics damping="50" friction="1"/>
  </joint>

<!-- ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// -->

  <!-- BIGARM LINK -->
  <link name="bigarm_link" >
    <visual>
      <origin xyz="0 0 0.0675" rpy="0 0 0" />
      <geometry>
            <cylinder radius="${bigarm_radius}" length="${bigarm_len}"/>
      </geometry>
      <material name="White" />
    </visual>

    <collision>
      <origin xyz="0 0 0.0675" rpy="0 0 0" />
      <geometry>
            <cylinder radius="${bigarm_radius}" length="${bigarm_len}"/>
      </geometry>
    </collision>
<xacro:inertial_matrix mass="1"/>
  </link>

  <gazebo reference="bigarm_link">
    <material>Gazebo/White</material>
  </gazebo>

  <joint name="forearm_joint" type="revolute">
    <parent link="bigarm_link"/>
    <child link="forearm_link"/>
    <origin xyz="0 0 0.135" rpy="0 0 0" />
    <axis xyz="0 1 0" />
    <limit effort="300" velocity="1" lower="-0.1745329251994329577" upper="1.65806278939" />
    <dynamics damping="50" friction="1"/>
  </joint>

<!-- ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// -->

  <!--FOREARM LINK -->
  <link name="forearm_link" >
    <visual>
      <origin xyz="0 0 0.0735" rpy="0 0 0" />
      <geometry>
            <cylinder radius="${forearm_radius}" length="${forearm_len}"/>
      </geometry>
      <material name="Black" />
    </visual>

    <collision>
      <origin xyz="0 0 0.0735" rpy="0 0 0" />
      <geometry>
            <cylinder radius="${forearm_radius}" length="${forearm_len}"/>
      </geometry>
    </collision>
<xacro:inertial_matrix mass="1"/>
  </link>

  <gazebo reference="forearm_link">
    <material>Gazebo/Black</material>
  </gazebo>

  <joint name="chuck_joint" type="revolute">
    <parent link="forearm_link"/>
    <child link="chuck_link"/>
    <origin xyz="0 0 0.147" rpy="0 0 0" />
    <axis xyz="0 1 0" />
    <limit effort="300" velocity="1" lower="-1.5707963267948966" upper="1.5707963267948966" />
    <dynamics damping="50" friction="1"/>
  </joint>

<!-- ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// -->

  <!--FOREARM LINK -->
  <link name="chuck_link" >
    <visual>
      <origin xyz="0.02 0 0.0155" rpy="0 0 0" />
      <geometry>
            <box size="${chuck_len} ${chuck_width} ${chuck_height}" />
      </geometry>
      <material name="Red" />
    </visual>

    <collision>
      <origin xyz="0 0 0.0155" rpy="0 0 0" />
      <geometry>
            <box size="${chuck_len} ${chuck_width} ${chuck_height}" />
      </geometry>
    </collision>
<xacro:inertial_matrix mass="1"/>
  </link>

  <gazebo reference="chuck_link">
    <material>Gazebo/Red</material>
  </gazebo>

<!-- ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// -->
  <!-- Transmissions for ROS Control -->
   <xacro:transmission_block joint_name="shoulder_joint"/>
   <xacro:transmission_block joint_name="bigarm_joint"/>
   <xacro:transmission_block joint_name="forearm_joint"/>
   <xacro:transmission_block joint_name="chuck_joint"/>
<!-- ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// -->
  <!-- ros_control plugin -->
  <gazebo>
    <plugin name="gazebo_ros_control" filename="libgazebo_ros_control.so">
      <robotNamespace>/dobot_arm</robotNamespace>
    </plugin>
  </gazebo>
</robot>
 

-------------------------------------------------------分割線------------------------------------------------------

建模完成後使用launch檔案在RViz外掛下檢視自己的模型，launch檔案的使用請參考相關部落格，此處不展開。

      在檢視模型時容易遇到的一個問題是RVIZ顯示如下錯誤：

No tf data. Actual error: Fixed Frame [map] does not exist......

解決辦法就是在固定的第一個LINK上增加一個虛擬額Joint，使其父LINK和子LINK都是同一個（上面的程式已經加入），例如：

<virtual_jointname="fixed_frame"type="fixed"parent_frame="base_link"child_link="base_link"/>

這樣就不會有無法定位初始座標的問題了。