LeRobot 硬件集成

本页面介绍 LeRobot 的硬件集成层，包括 Robot 和 Teleoperator 抽象、支持的硬件平台、校准流程和遥操作。

机器人和遥操作抽象

Robot 抽象基类

Robot（src/lerobot/robots/robot.py）是所有物理机器人的抽象基类。每个子类必须声明两个类级属性并实现所有抽象方法。

核心方法：

方法	描述
`connect()`	初始化与硬件的连接
`disconnect()`	断开与硬件的连接
`getobservation() \| 获取当前观测（关节位置、图像等） \| \| sendaction()`	执行动作指令
`calibrate()`	执行校准程序

Teleoperator 抽象基类

Teleoperator（src/lerobot/teleoperators/teleoperator.py）是所有输入设备的抽象基类（引导臂、键盘、游戏手柄等）。

核心方法：

方法	描述
`connect()`	初始化与遥操作设备的连接
`disconnect()`	断开连接
`get_action()`	读取操作者的动作输入

工厂模式和设备创建

代码库使用工厂模式从配置对象实例化机器人和遥操作器：

makerobotfromconfig()：根据 RobotConfig 创建机器人实例，通过 robot.type 字段分发到具体的机器人子类 * maketeleoperatorfromconfig()：类似的分发机制，支持物理引导臂到虚拟设备的广泛设备

支持的硬件

LeRobot 原生支持多种硬件平台：

平台	类型	特点
SO100	低成本机械臂	入门级，适合教育和研究
LeKiwi	移动机器人	两轮差速平台
Reachy2	双臂机器人	灵活的协作机器人
Unitree G1	人形机器人	全尺寸人形，全身控制
Franka	七轴机械臂	研究级精度

遥操作设备支持：

KochLeader：物理引导臂，主从控制
GamepadTeleop：游戏手柄控制
KeyboardTeleop：键盘控制
MobileDevice：移动设备控制

配置系统

硬件配置通过数据类实现：

RobotConfig：定义机器人类型和连接参数
TeleoperatorConfig：定义遥操作设备类型和参数
配置可以通过 YAML 文件或 CLI 参数提供

校准和设置

完整的硬件设置流程包括四个阶段：

端口发现：识别 USB 串行路径或 CAN 接口
电机配置：分配唯一的 ID 和波特率到电机 EEPROM
校准：将原始编码器计数映射到物理单位（弧度）并记录零位
关节限制发现：通过 URDF 运动学确定安全操作范围和末端执行器边界

安全机制

ensuresafegoalposition 实用函数用于在发送目标位置到机器人前，基于 maxrelative_target 限制目标位置，防止高速碰撞或电机损坏。

遥操作

遥操作循环（用于 lerobot-teleoperate 和 lerobot-record）的核心交互流程：

while recording:
    action = teleoperator.get_action()
    processed_action = processor_pipeline(action)
    robot.send_action(processed_action)
    obs = robot.get_observation()
    dataset_writer.add_frame(obs, action)

录制 episodes

使用 lerobot-record 通过遥操作录制数据：

连续录制帧序列
支持自动 episode 分段
录制数据通过 DatasetWriter 写入 LeRobotDataset

回放和验证

使用 lerobot-replay 在机器人上回放录制的 episodes，用于验证数据质量和安全性。

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