【免费下载链接】trlc-dk1

TRLC's Developer Kit 1

项目地址： https://gitcode.com/gh_mirrors/tr/trlc-dk1

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TRLC-DK1 是 The Robot Learning Company 开源的 AI 机器人开发套件（Developer Kit 1），它由一对 3D 打印的主从机械臂组成：人手握"主臂"（Leader）演示动作，"从臂"（Follower）通过 LeRobot 框架实时跟随，从而完成遥操作（Teleoperation）并录制训练 AI 策略所需的数据。本指南将带你从 0 开始，完成环境安装、串口识别，直到跑通单臂遥操作、双臂（Bimanual）录制，并理解其背后的 250 Hz 实时控制架构。

🦾 认识 TRLC-DK1：主臂 + 从臂的分工

系统包含两台 6 自由度机械臂，结构几乎对称，但定位完全不同：

部件	角色	电机	特点
Leader（主臂）	人手握持操作	7 个 Dynamixel XL330-M077	带扳机手柄，读取关节角度作为指令
Follower（从臂）	执行实际任务	3× DM4340 + 4× DM4310 总线舵机	高扭矩，支持阻抗控制与夹爪

所有机械结构的 CAD 源文件都开放在仓库中，方便你自行 3D 打印，例如从臂的完整 STEP 文件：hardware/TRLC-DK1-Follower_v0.3.0.step，各连杆 STL 打印件位于 hardware/leader_STLs/ 与 hardware/follower_gripper_STLs/。

📦 环境准备：三步完成安装

项目基于 LeRobot 的插件约定（plugin conventions），安装后会被 LeRobot 自动识别为 dk1_follower / dk1_leader 设备。

第 1 步：克隆仓库

git clone https://gitcode.com/gh_mirrors/tr/trlc-dk1
cd trlc-dk1

第 2 步：创建虚拟环境并安装

uv venv
uv pip install -e .

依赖定义在 pyproject.toml 中，要求 Python ≥ 3.12，核心依赖包括 pyserial（串口通信）、dynamixel-sdk（主臂舵机）、lerobot>=0.5.1 与 mujoco（重力补偿用物理模型）。

💡 提示：-e . 以可编辑模式安装，修改源码后无需重新安装即可生效。

🔍 第 2 步：找到串口与相机端口

主臂、从臂、相机都需要 USB 端口号（如 /dev/ttyACM0），使用 LeRobot 提供的 CLI 工具一键查找：

uv run lerobot-find-port
uv run lerobot-find-cameras

操作技巧：先运行命令，再逐个插入设备，新出现的那一行就是对应端口。建议用表格记录，后面遥操作命令会用到：

设备	端口示例
Follower（从臂）	/dev/ttyACM0
Leader（主臂）	/dev/ttyACM1
头部相机 / 腕部相机	0 / 1（索引）或 /dev/video*

🚀 首次遥操作：单臂实时控制

确认端口后，用 LeRobot 的 lerobot-teleoperate 命令即可让从臂跟随主臂：

uv run lerobot-teleoperate \
    --robot.type=dk1_follower \
    --robot.port=/dev/ttyACM0 \
    --teleop.type=dk1_leader \
    --teleop.port=/dev/ttyACM1 \
    --robot.cameras="{
        context: {type: opencv, index_or_path: 0, width: 960, height: 540, fps: 60},
        wrist: {type: opencv, index_or_path: 1, width: 960, height: 540, fps: 60, rotation: 180}
      }" \
    --display_data=true

参数含义一目了然：

• --robot.type=dk1_follower：启用从臂，即 lerobot_robot_trlc_dk1/follower.py 中注册的 DK1Follower
• --teleop.type=dk1_leader：启用主臂遥操作器，对应 lerobot_robot_trlc_dk1/leader.py 中的 DK1Leader
• --robot.cameras：定义头部（context）与腕部（wrist）两个 OpenCV 相机
• --display_data=true：实时显示相机画面与关节状态

⚠️ 安全提示：从臂默认启用阻抗控制，断电瞬间不会"塌臂"，但仍建议在从臂下方放置防护区域后再启动。

如果你不想用 CLI，也可以直接运行 Python 示例 examples/teleop.py：它把主臂 get_action() 的读数以 200 Hz 喂给从臂 send_action()，是最小可用的遥操作闭环。

🤖 进阶：双臂遥操作与数据录制

TRLC-DK1 支持两套主臂 + 两套从臂的双手机器人形态，设备类型为 bi_dk1_follower / bi_dk1_leader（实现见 lerobot_robot_trlc_dk1/bi_leader.py 与 lerobot_robot_trlc_dk1/bi_follower.py）。

录制训练数据集时，用 lerobot-record 一条命令搞定，它会同时驱动双主臂、双从臂与三台相机：

uv run lerobot-record \
    --robot.type=bi_dk1_follower \
    --robot.right_arm_port=/dev/ttyACM0 \
    --robot.left_arm_port=/dev/ttyACM1 \
    --teleop.type=bi_dk1_leader \
    --teleop.right_arm_port=/dev/ttyACM2 \
    --teleop.left_arm_port=/dev/ttyACM3 \
    --robot.cameras="{
        head: {type: opencv, index_or_path: /dev/video0, width: 960, height: 540, fps: 60},
        right_wrist: {type: opencv, index_or_path: /dev/video2, width: 960, height: 540, fps: 60, rotation: 180},
        left_wrist: {type: opencv, index_or_path: /dev/video4, width: 960, height: 540, fps: 60, rotation: 180}
      }" \
    --dataset.repo_id=$USER/my_test_dataset \
    --dataset.push_to_hub=false \
    --dataset.num_episodes=3 \
    --dataset.episode_time_s=30 \
    --dataset.reset_time_s=20 \
    --dataset.single_task="Test the LeRobot recording pipeling."

💡 把 --dataset.push_to_hub=false 保持为 false 可先保存到本地验证流程无误，之后再上传共享。

对应的纯 Python 双机演示脚本是 examples/bi_teleop.py。

⚙️ 理解实时性：两种控制模式

DK1Follower 提供两种控制模式，通过 DK1FollowerConfig.control_mode 切换：

模式	原理	适用场景
impedance（默认）	MIT 力矩模式 + MuJoCo 重力补偿，250 Hz 后台线程持续执行	跟随自然流畅，适合遥操作与数据采集
pos_vel	原始位置-速度模式，按 joint_velocity_scaling 限速	兼容旧版驱动逻辑，调试参考

核心架构在 trlc_dk1_control/robot.py 中，采用双线程设计：

1. 电机线程（250 Hz）：位于 trlc_dk1_control/motor_chain.py，独占串口 I/O，向 6 个臂关节发送 MIT 指令、向夹爪发送力矩-位置指令；
2. 服务线程（~250 Hz）：读取关节状态、用 MuJoCo 计算重力补偿（trlc_dk1_control/gravity_comp.py）、执行位置/力矩裁剪与过流保护，再把最新指令推给电机线程。

这意味着上层代码可以任意频率调用 command_joint_pos() / get_joint_state() 而不会阻塞控制环——实时性由底层线程保证。所有增益、关节限位、安全看门狗参数集中在 trlc_dk1_control/config.py，例如 motor_thread_hz=250、command_timeout_s=0.5（命令超时后自动保持上一目标位）。

主臂侧的实现更轻量：leader.py 用 sync_read 一次读取 7 个 XL330 的 Present_Position，将 4096 步原始读数换算为弧度，夹爪则归一化到 0（开）~1（闭）区间。

🧪 常用调试脚本速查

仓库 examples/ 目录提供了几个上手最快的调试入口：

脚本	作用
examples/leader_test.py	只读主臂，验证主臂连接与读数
examples/follower_read_position.py	只读从臂各关节位置
examples/teleop.py	单臂遥操作闭环（200 Hz）
examples/bi_teleop.py	双臂遥操作闭环
examples/calibration_follower.py / examples/calibration_leader.ipynb	主从臂标定
examples/read_motor_params.py	读取从臂电机参数
examples/uvc_cam_test.py	测试 UVC 相机

🔧 若从臂串口不通，可用 lerobot_robot_trlc_dk1/motors/DM_Control_Python/DM_Motor_Test.py 单独测试 DM 舵机总线（协议说明见同目录 README_zh.md）。

📐 仿真预览：URDF 与 MuJoCo 模型

不想真机试错？从臂的完整 URDF（含视觉 GLB 与碰撞 STL 网格）位于 urdf/follower/，主文件为 urdf/follower/TRLC-DK1-Follower.urdf。阻抗模式下的重力补偿正是基于该模型在 MuJoCo 中计算，控制参数中的关节限位也与其 <limit> 标签严格保持一致，避免"限位不一致导致补偿力矩异常"的隐患。

✅ 总结：你的 TRLC-DK1 遥操作路线

1. 装好环境：git clone → uv venv → uv pip install -e .；
2. 找到端口：lerobot-find-port 记录主臂、从臂、相机的设备号；
3. 跑通单臂遥操作：lerobot-teleoperate --robot.type=dk1_follower --teleop.type=dk1_leader；
4. 升级双臂录制：lerobot-record 采集 AI 策略训练数据；
5. 深入调参：修改 trlc_dk1_control/config.py 中的 PD 增益、限位与看门狗参数。

掌握这条"主臂读数 → LeRobot 动作空间 → 从臂 250 Hz 实时执行"的链路，你就完成了从 0 到实时控制 TRLC-DK1 机械臂的全过程 🎉。

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