100%开源，国产Qmini双足机器人，从3D打印资源到软件系统、驱动算法全公开
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宇树 Qmini 是一款由宇树科技设计并开源的低成本双足机器人，拥有完整的硬件BOM清单、电气系统框图、3D结构的STEP文件、装配SOP、URDF模型和基础控制软件，适合业余爱好者、教育工作者和研究人员使用。
Qmini 机器人组装过程简单，个人开发者可以完全通过 3D 打印进行复刻，并以类似乐高的模块化方式组装自己的机器人，3-5小时即可完成。该项目为机器人技术提供了一个便捷且经济的切入点，加速创新，并为全球机器人生态系统的发展做出贡献。
Qmini 秉承“优秀工具应该易于使用”的理念，在构建时充分考虑了简洁性和成本效益，以树莓派4B（Raspberry Pi 4 Model B）作为默认主控板，机器人核心骨骼、四肢部件可以通过3D打印来制造，告别复杂机械加工；另外最关键的是开源的较为彻底从机械到驱动算法全公开；虽然编程技术门槛有一些，但相较于其他开源项目，代码结构清晰比较友好。
01
Qmini 双足机器人架构方案
Hardware: 硬件：
• 提供完整的物料清单（BOM）
• 提供电气系统框图
• 提供 DIY 制作说明
机械结构：
• 提供所有机械部件的 STEP 文件
• 提供装配 SOP（标准操作程序）
Software: 软件：
• URDF 模型
• 核心软件堆栈 RoboTamer4Qmini
结构设计
头部设计
树莓派位于头部后方，负责整个机器人的控制和数据处理。头部设计简洁，两个4010风扇为树莓派提供散热，确保其在长时间运行时的稳定性。
腿部结构
每条腿有5个自由度，包括髋关节的俯仰、侧摆和旋转，以及膝关节的俯仰和踝关节的俯仰。侧摆关节使用了齿轮来放大力矩，这种结构将侧摆运动的旋转轴线放到了身体外侧，减少了结构对其自由度的限制，提高了机器人的灵活性和稳定性。部分腿的关节设有限位，以防止过度运动导致损坏。
电池与配重
电池位于尾部，类似于恐龙等动物使用粗壮的尾巴做配重，这种设计有助于平衡机器人的前后重量，提高行走稳定性。提手的位置设计合理，便于搬运和调试。
散热设计
除了头部的两个4010风扇外，大腿内部还有两个3010离心风扇安装位，这种多风扇设计确保了机器人在高负荷运行时的散热效果。
3D打印物料
得益于全面的开源资源，开发者可以轻松获取所有必需的组件。Qmini 的所有机械结构均可 3D 打印，几乎无需定制加工。机身主体零部件打印参数建议如下表所示。
Qmini 机器人集成了 11 个 Unitree 8010 电机 —— 这是一种经过验证的执行器，可用于各种商业机器人平台。其中：
• 10 个电机驱动机器人的主要运动系统
• 1 个电机 位于机器人颈部，作为定制扩展预留
这种模块化鼓励开发者设计和制作自己的扩展原型，增强 Qmini 机器人的功能、美观性或交互性。
机身主体零部件打印参数建议如下表所示。
零件 | 材质 | 墙层数 | 顶部壳体层数 | 底部壳体层数 | 稀疏填充密度 | 稀疏填充图案 |
机身顶部主架 | PLA | 4 | 4 | 4 | 20 | 蜂窝 |
机体主骨架 | PLA | 5 | 5 | 5 | 20 | 蜂窝 |
机体前端风扇安装件 | PLA | 5 | 5 | 5 | 20 | 蜂窝 |
电池仓 | PLA | 3 | 3 | 3 | 15 | 网格/蜂窝 |
电池底部支撑件 | PLA | 3 | 3 | 3 | 15 | 网格/蜂窝 |
腿部 yaw 轴限位块 | PLA | 5 | 5 | 5 | 20 | 蜂窝 |
顶部 yaw 轴电机安装座 | PLA | 4 | 4 | 4 | 20 | 蜂窝 |
顶部陀螺仪安装座 | PLA | 3 | 3 | 3 | 15 | 网格/蜂窝 |
树莓派安装座 | PLA | 3 | 3 | 3 | 15 | 网格/蜂窝 |
02
Qmini 双足机器人核心系统
Qmini 机器人的电机通讯线由树莓派主板 USB3.0 接口经 Type-A 转 Type-C，接入 485 转接板。
- 转接板 UART1 接出 485A/B 双绞，至右腿 0 号电机，右腿 0 至右腿 1 号电机，右腿 1 至右腿 2 号电机，形成 USB 总线 UART1。
- 转接板 UART2 接出 485A/B 双绞，至左腿 0，左腿 0 号电机至左腿 1 号电机，左腿 1 号电机至左腿 2 号电机，形成 USB 总线 UART2。
- 转接板 UART3 接出 485A/B 双绞，至髋关节 0 号电机， 髋关节 0 号电机至髋关节 1 号电机，形成 USB 总线 UART3。
- 转接板 UART4 接出 485A/B 双绞，至上身 2 号电机； 上身 2 号电机至上 1， 上身 1 号电机至上身 0 号电机，形成 USB 总线 UART4。
- 发板散热风扇电源由开发板 GPIO2（正极 5V）和 GPIO14（GND）引脚输出 5V 对外供电。
软件系统安装
宇树已经帮我们准备好了现成的程序，我们只需要按步骤配置就行。就像给电脑装系统一样简单，但结果却是让你的机器人活过来！
树莓派烧录系统镜像：
# 下载Raspberry Pi OS Lite# 使用Raspberry Pi Imager烧录到SD卡# 启动前在boot分区创建ssh文件（开启SSH）基础环境配置：
# 更新系统sudo apt update && sudo apt upgrade -y# 安装Python依赖sudo apt install python3-pip python3-numpy python3-scipy -y# 安装开发工具sudo apt install git cmake build-essential -y下载控制程序：
# 克隆官方控制代码git clone https://github.com/vsislab/RoboTamer4Qmini.gitcd RoboTamer4Qmini# 安装Python依赖包pip3 install -r requirements.txt控制程序主要由运动学计算（计算每个关节应该转多少度）、步态生成（规划走路的动作序列）、平衡控制（保持机器人不摔倒）组成。
URDF模型加载：
# URDF文件定义了机器人的结构# 从GitHub下载：urdf/Qmini.urdf# 这个文件描述了每个关节的位置和运动范围cp urdf/Qmini.urdf ~/robot_ws/src/qmini_description/urdf/联机调试
Qmini采用了VSISLab团队开发的先进控制框架—RoboTamer4Qmini项目。这套系统基于Isaac Gym仿真环境，使用PPO深度强化学习算法训练机器人步态控制策略。相比传统的手工编程方式，这种AI驱动的方法让机器人能够自主学习优化的行走模式。
终于到了最激动人心的时刻！
每条腿的5个关节都经过精确建模，比如髋关节yaw轴的活动范围设定为-0.349到0.525弧度，这个数值既保证步态灵活性，又避免机械干涉。
实际部署的技术流程：
项目提供了完整的开发工具链，虽然环境配置相对复杂（需要Ubuntu、CUDA 11.4+、Isaac Gym等），但一旦搭建完成，训练和部署过程非常直观：
# 训练新的控制策略python train.py --config BIRL --name qmini_experiment# 评估训练效果python play.py --render --name qmini_experiment --time 10# 导出部署模型python export_pt2onnx.py --name qmini_experiment工程调优的实际考量
虽然核心控制基于深度学习，但底层电机控制仍需要精确的工程调优。
项目提供了PID参数优化工具，帮助减小仿真与实际机器人行为之间的差异：
# 优化底层控制参数python tune_pid.py --mode real
03
Qmini双足机器人项目源码
百度网盘：
https://pan.baidu.com/s/1XQFXGYlf6ZAf1rpxIvGYEg?pwd=iotw
提取码: iotw
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