UnityVR--机械臂场景9-简单流水线应用1

news2025/1/11 9:55:32

一. 整体介绍

二. 准备工作

三. 建立流水线

1. 流水线包含的功能：

2. 流水线的代码结构

3. 场景实现

4. 测试运行

一. 整体介绍

流水线是在空间和时间上合理安排和组织工艺线路的一种形式，它涉及到一种或多种生产设备、传感器、物料传输设备等，并且有明显的生产节拍，是一个比较复杂的生产系统。当然，流水线的设计不是本篇的研究对象，这里记录一个机械臂和传送带配合运送工件的简单示例。

传送带IK演示

这里只涉及到传送带、传感器、机械臂和工件相互间的通信，也就是通过传送带搬运工件，当传感器检测到工件的到来时，就通知传送带停止、机械臂去抓取工件，当机械臂将工件抓出传感器检测范围后，传送带继续搬运、机械臂回零。

二. 准备工作

1. 考虑到在以上四个要素之间有不少信息需要通信传输，所以计划使用事件发送来实现，不然需要设立很多个判断，影响程序的可读性。关于事件中心的建立，请详见事件中心2（实在是不愿意看的同学只要复制粘贴这里面的4个类，放在工程文件中就可以使用了）。

2. 关节旋转中需要用到DoTween插件，可以去AssetStore下载，免费的那个就行。不用也可以，只是为了好看。

3. 本篇在上一篇ABB机械臂的逆向解算的基础上，请先将上一篇的代码测试成功。

下面正式开始：

三. 建立流水线

1. 流水线包含的功能：

流水线包含了2个方面的功能：

A. 动画功能：使用材质（renderer.material）流动实现流水线向前运行的效果

B. 物理功能：使用刚体（Rigidbody）实现让工件物理移动的效果。

2. 流水线的代码结构

2.1 机械基类MechanicBase.cs：

由于考虑到工程场景中涉及到的机械部件较多，因此先建立一个机械基类，将机械部件需要的变量、方法等提炼出来，下面是本篇建立的机械基类。由于不同的机械单元驱动方式不同，因此将基类定义为抽象类，以便于在子类中重写它的抽象方法：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using System;
//机械基类
[Serializable] 
public struct MechanicCell
{
    public MechanicBase unit;      //一个机械单元
    public float ratio;            //比率，控制这个单元的速度

    public MechanicCell(MechanicBase cell, float ratio)
    {
        unit = cell;
        this.ratio = ratio;
    }
}

public abstract class MechanicBase : MonoBehaviour
{//在基类中定义一个驱动引擎的方法
    public abstract void EngineDriver(float velocity);  
}

public enum Direction  //枚举，机械单元运动的方向
{
    forward, back, right, left
}

2.2 定义一个引擎脚本BeltEngine.cs：

BeltEngine.cs用于驱动本系统内所有的机械单元。我的设想参照了MGS-MechanicalDrive插件包，一个Engine的作用域仅限于当前的机械系统，类似于一个电机。比如一个Engine.cs实例，在传送带的系统中用于驱动皮带轮和同步带：

代码如下：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
//使用engine驱动所有部件

public class BeltEngine : MechanicBase
{//定义机械系统，将所有活动部件放入数组中
    public MechanicCell[] cells;
    public float enginePower = 50;  //动力系数

  void Start()
  {//注册一个停止事件，当收到停止命令时，将enginePower设置为0
        
    EventManager.Instance.AddEvent(EventType.OnConveyerCtrl, this, data=> {
    if ((data as EventDataConveyer).conveyerType == EConveyerType.Stop) enginePower = 0;
            else enginePower = 50;    });
  }

void FixedUpdate()
{
    EngineDriver(enginePower);
}

public override void EngineDriver(float velocity)
{//一旦方法被调用，就将本机械系统中的所有单元都驱动一遍
    foreach(var cell in cells)
    {
      cell.unit.EngineDriver(velocity * cell.ratio); 
    }
}
}

2.3 传送带脚本BeltMove.cs

传送带的实现需要用到传送带上的材质（Renderer）和刚体（Rigidbody），代码还是比较简单的：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
[RequireComponent(typeof(Renderer))]  //绑定Renderer组件
[RequireComponent(typeof(Rigidbody))] //绑定Renderer组件

public class BeltMove : MechanicBase
{
    protected Renderer renderer; //定义材质
    private Rigidbody rig;       //定义刚体

    private float loadRate = 0.2f;   //负载的速率系数
    private float renderDir=1;       //传送带运动方向的系数

    void Start()
    {
        renderer = GetComponent<Renderer>(); //获取材质组件
        rig = GetComponent<Rigidbody>();     //获取刚体组件
    }

    public override void EngineDriver(float velocity)
    {//重写基类的EngineDriver方法
        x = velocity * Mathf.Deg2Rad * Time.fixedDeltaTime;
        y = 0;
        //实现传送带的材质流动，如果方向反了，可以将系数renderDir改为-1
        renderer.material.mainTextureOffset += new Vector2(y, x) *renderDir;
 
        //实现刚体之间的相对运动，如果方向不对，可修改Vector3.back
        Vector3 ori_pos = rig.position;  //传送带实际位置不改变      
        rig.position += Vector3.back* velocity*loadRate* Time.fixedDeltaTime;
        rig.MovePosition(ori_pos);
    }
}