LeRobot SO-100 六轴机械臂实战指南：从零部件采购、电机配置、整机装配到双臂标定全流程

LeRobot SO-100 六轴机械臂实战指南：从零部件采购、电机配置、整机装配到双臂标定全流程

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本指南以 LeRobot 官方文档 src/lerobot/robots/so_follower/so100.md 为核心骨架，完整讲解在 LeRobot 生态中搭建 SO-100 遥操作双臂（leader/follower）的四个阶段：采购 3D 打印零件与 BOM、安装带 Feetech SDK 的 LeRobot 环境、为 6 个 STS3215 舵机配置 ID 与波特率、以及逐步骤机械装配与标定。读完本文你将具备从零组装出一套可被 LeRobot 控制、可用于模仿学习数据采集与策略训练的真实机器人双臂。

SO-100 是一款开源低成本的 6 自由度机械臂（肩部 3 自由度 + 腕部 2 自由度 + 夹爪 1 自由度），是 Hugging Face LeRobot 项目中最主流的入门硬件之一。本仓库中，SO-100 的"从臂（follower）"实现在 src/lerobot/robots/so_follower/so_follower.py，"主臂（leader）"实现在 src/lerobot/teleoperators/so_leader/so_leader.py。两只手臂通过同一套 Feetech STS3215 舵机总线协议驱动，组装与配置流程高度一致，本文会在对应小节同时给出双端命令。

一、采购零件与 3D 打印（Source the parts）

文档要求你参考 TheRobotStudio SO-ARM100 的官方指南来准备硬件，其中包含：

• 物料清单（BOM）：包括 6 个 Feetech STS3215 舵机、控制器板、USB 线、电源、螺丝与 3D 打印件清单等，并附有零件采购链接；
• 3D 打印指引：如果这是你第一次打印、或者你没有 3D 打印机，按官方指南中的建议渠道获取打印件即可。

从仓库源码可以确认，SO-100 每个关节对应的电机模型、ID 和归一化模式在 src/lerobot/robots/so_follower/so_follower.py 中被硬编码为 6 个sts3215舵机，映射关系如下（MotorNormMode来自 src/lerobot/motors/feetech/feetech.py）：

关节名	电机 ID	模型	归一化模式
shoulder_pan（肩部旋转）	1	sts3215	角度（度）
shoulder_lift（肩部抬升）	2	sts3215	角度（度）
elbow_flex（肘部弯曲）	3	sts3215	角度（度）
wrist_flex（腕部俯仰）	4	sts3215	角度（度）
wrist_roll（腕部旋转）	5	sts3215	角度（度）
gripper（夹爪）	6	sts3215	0–100 百分比

主臂（leader）的映射完全相同（见 src/lerobot/teleoperators/so_leader/so_leader.py），因此 leader 与 follower 在软件层面是一一对应的同构机械结构，只是末端执行器不同（leader 装手柄与扳机，follower 装夹爪）。

提醒：这里的 6 个 ID（1–6）与默认波特率 1,000,000（见 src/lerobot/motors/feetech/feetech.py 的DEFAULT_BAUDRATE = 1_000_000）正是后文lerobot-setup-motors会写入电机 EEPROM 的目标值。

二、安装 LeRobot 与 Feetech SDK

安装 LeRobot 本体请参考仓库内的安装指南 docs/source/installation.mdx。对于 SO-100 还需要额外安装 Feetech 舵机 SDK 及其依赖：

pip install -e ".[feetech]"

该 extra 在 pyproject.toml 中定义为：

feetech = ["feetech-servo-sdk>=1.0.0,<2.0.0", "lerobot[pyserial-dep]", "lerobot[deepdiff-dep]"]

即需要feetech-servo-sdk（≥1.0.0 且 <2.0.0）、pyserial与deepdiff三个依赖。安装完成后，LeRobot 会提供lerobot-find-port、lerobot-setup-motors、lerobot-calibrate等命令行工具（入口定义在 pyproject.toml）。

三、配置电机（Configure the motors）

关键注意点：与 SO-101 不同，SO-100 组装完成后电机连接器不再容易触及，因此电机 ID 与波特率的配置必须在整机装配之前完成。如果你是从其他机器人上拆下来的二手舵机，ID 和波特率几乎必然不匹配，同样必须先做这一步。

3.1 第一步：找到两只机械臂对应的 USB 串口

运行：

lerobot-find-port

脚本会列出当前所有可用的串口，然后要求你依次拔掉对应机械臂的 USB 线来逐个识别端口。

macOS 示例输出：

Finding all available ports for the MotorBus. ['/dev/tty.usbmodem575E0032081', '/dev/tty.usbmodem575E0031751'] Remove the USB cable from your MotorsBus and press Enter when done. [...Disconnect corresponding leader or follower arm and press Enter...] The port of this MotorsBus is /dev/tty.usbmodem575E0032081 Reconnect the USB cable.

本例中/dev/tty.usbmodem575E0032081就是当前这只 leader/follower 臂对应的端口。

Linux 示例输出：

Finding all available ports for the MotorBus. ['/dev/ttyACM0', '/dev/ttyACM1'] Remove the usb cable from your MotorsBus and press Enter when done. [...Disconnect corresponding leader or follower arm and press Enter...] The port of this MotorsBus is /dev/ttyACM1 Reconnect the USB cable.

在 Linux 上，如果出现权限问题，需要先放开 USB 设备访问权限：

sudo chmod 666 /dev/ttyACM0 sudo chmod 666 /dev/ttyACM1

3.2 第二步：为每只臂设置电机 ID 与波特率

为什么必须做：每个电机在总线上都有一个唯一 ID，新电机出厂默认 ID 通常都是1，多个 ID 相同的电机无法通信；同时总线上数据传输速率由波特率决定，控制器与所有电机必须使用相同的波特率才能互相通信。这些参数写入电机内部非易失存储器（EEPROM），因此只需配置一次。

配置过程的核心逻辑在 src/lerobot/motors/motors_bus.py 的setup_motor中：它先扫描/确认电机当前的波特率与 ID，关闭力矩，写入目标 ID，再写入总线默认波特率（1,000,000）对应的寄存器值，最后把控制器端口切到默认波特率。

从臂（Follower）

先把 USB 线与电源接到从臂的控制器板上，然后执行（把端口换成上一步找到的）：

lerobot-setup-motors \ --robot.type=so100_follower \ --robot.port=/dev/tty.usbmodem585A0076841 # <- paste here the port found at previous step

等价 API 写法：

from lerobot.robots.so_follower import SO100Follower, SO100FollowerConfig config = SO100FollowerConfig( port="/dev/tty.usbmodem585A0076841", id="my_awesome_follower_arm", ) follower = SO100Follower(config) follower.setup_motors()

关于id参数：它给机械臂起一个唯一名字，用于关联专属的标定文件（后续校准结果会以该 id 命名保存）。

脚本启动后，你会看到提示：

Connect the controller board to the 'gripper' motor only and press enter.

按提示只将夹爪电机接到控制器板（不要菊花链到其他电机），然后按回车，脚本会自动为该电机写入 ID 和波特率。成功后显示：

'gripper' motor id set to 6

接着出现下一条指令：

Connect the controller board to the 'wrist_roll' motor only and press enter.

此时可以把 3 芯线从控制器板端拔下（另一端留在夹爪电机上不动），另接一根 3 芯线到腕部旋转电机并连到控制器板，同样保证它是唯一连接、且没有串联到其他电机。按此流程逐一处理 6 个电机（注意脚本按逆序reversed(self.bus.motors)遍历，即从gripper到shoulder_pan，见 src/lerobot/robots/so_follower/so_follower.py）。

全部完成后脚本自然结束，电机即处于可用状态。此时再把各电机用 3 芯线首尾串联，并把第一个电机（id=1 的shoulder_pan）接到控制器板，最后把控制器板固定在机械臂底座上。

故障排查（Troubleshooting）：如果此步骤报错，请检查以下接线：

• 电源供电是否正常；
• 电脑与控制器板之间的 USB 线；
• 控制器板到电机的 3 芯线。

如果使用的是 Waveshare 控制器板，请确认板上两个跳线帽位于B通道（USB 模式）。

[!TIP] 每次按回车前都检查一下接线——例如在搬动板子时电源线可能意外松脱。

主臂（Leader）

主臂执行完全相同的过程，只是命令与类型不同：

lerobot-setup-motors \ --teleop.type=so100_leader \ --teleop.port=/dev/tty.usbmodem575E0031751 # <- paste here the port found at previous step

等价 API 写法：

from lerobot.teleoperators.so_leader import SO100Leader, SO100LeaderConfig config = SO100LeaderConfig( port="/dev/tty.usbmodem585A0076841", id="my_awesome_leader_arm", ) leader = SO100Leader(config) leader.setup_motors()

主臂的setup_motors实现与从臂完全同构（见 src/lerobot/teleoperators/so_leader/so_leader.py）。

视觉参考：如何逐一定位电机 ID 的完整视频演示可参见 SO101 的 setup-motors 视频（SO-101 与该流程一致）。

四、逐步装配说明（Step-by-Step Assembly Instructions）

4.0 前置准备：拆除 6 个主臂电机的齿轮

主臂（leader）的 6 个电机需要拆除减速齿轮（文档提供了拆齿轮视频作为参考）。拆掉齿轮后，电机只保留位置编码功能，摩擦大幅降低，操作主臂时更加轻便灵活——这正是遥操作主臂需要的"顺滑手感"。从臂（follower）的电机保留齿轮，以提供足够的输出力矩来带动真实负载。

4.1 清理打印件

清除所有 3D 打印件的支撑材料，最简单的方式是用小螺丝刀从支撑材料下方撬除。

4.2 通用装配提示

文档提供了整臂装配视频作为视觉参考，但需要特别说明：视频不讲解何时、如何走线，而提前走线远比事后补线容易。实际经验是：第一只臂装配可能耗时略超过 1 小时，熟悉后第二只臂可控制在 1 小时以内。

4.3 第一电机（底座肩部）

• Step 2（插线）：向第一个电机插入两根导线；
• Step 3（装入底座）：将第一个电机放入底座；
• Step 4（固定电机）：用 4 颗螺丝固定，底部 2 颗、顶部 2 颗；
• Step 5（安装电机支架）：套上第一个电机支架，两侧各 1 颗螺丝；
• Step 6（安装电机舵盘）：装上两个舵盘，顶部舵盘用一颗舵盘螺丝固定。安装舵盘时尽量不要带动电机转动——尤其对于拆了齿轮的 leader 电机；
• Step 7（安装肩部件）：将一根导线从机器人后方走线，另一根走向左侧或朝向自己，然后装上肩部件；
• Step 8（固定肩部）：肩部件顶部 4 颗、底部 4 颗共 8 颗螺丝（翻转肩部以够到底部孔位）。

4.4 第二电机（肩部抬升）

• Step 9：从顶部滑入第二个电机，并把电机 1 的导线接到电机 2；
• Step 10（装肩部电机支架）：加装肩部电机支架，确保电机 1→2 的导线位于支架后方、另一根导线向上走线。该件较紧，可借助工作台等平面把支架推压到位；
• Step 11：用 4 颗螺丝固定电机 2；
• Step 12：给电机 2 装两个舵盘，其中一个使用舵盘螺丝；
• Step 13：用 2 颗螺丝安装底座连接件；
• Step 14：用每侧 4 颗螺丝连接上臂。

4.5 第三电机（肘部）

• Step 15：把电机 2 的电缆穿过线夹引至电机 3，然后用 4 颗螺丝固定电机 3；
• Step 16：给电机 3 装两个舵盘，其中一个使用舵盘螺丝；
• Step 17：用每侧 4 颗螺丝连接前臂。

4.6 第四电机（腕部俯仰）

• Step 18：滑入电机 4，接上电机 3 的电缆，并用螺丝把电缆固定在线夹中；
• Step 19（装电机 4 支架）：安装第四个电机支架（配合较紧），确保一根导线向上走线、电机 3 的导线向下走线；
• Step 20：用 4 颗螺丝固定电机 4，并装好舵盘（其中一个用舵盘螺丝）。

4.7 腕部（第五电机）

• Step 21：把电机 5 装入腕部支架，用 2 颗正面螺丝固定；
• Step 22：连接电机 4→5 的导线，并提前插入夹爪用的导线；用两侧各 4 颗螺丝把腕部固定到电机 4；
• Step 23：腕部电机只装一个舵盘，并用舵盘螺丝固定。

4.8 从臂配置（Follower Configuration，Step 24–27）

• Step 24：将夹爪安装到电机 5 上；
• Step 25：装入夹爪电机，连接电机 5→6 的导线，两侧各 3 颗螺丝固定；
• Step 26：装好电机舵盘（其中一个用舵盘螺丝），再安装夹爪钳，两侧各 4 颗螺丝；
• Step 27：把电机控制器板安装到机器人背部。

至此从臂装配完成，进入主臂装配。

4.9 主臂配置（Leader Configuration）

主臂执行Step 1–23，且务必确保舵机齿轮已被拆除。之后：

• Step 24：把 leader 支架安装到腕部并用一颗螺丝固定；
• Step 25：用 4 颗螺丝把手柄安装到电机 5；
• Step 26：装入夹爪电机，两侧各 3 颗螺丝固定，装一个舵盘（舵盘螺丝），并接好电机导线；
• Step 27：用 4 颗螺丝安装扳机（trigger）；
• Step 28：把电机控制器板安装到机器人背部。

主臂末端是手柄+扳机结构而非夹爪，用于人手握持遥操作，其余机械结构（肩、肘、腕）与从臂完全相同。

五、校准（Calibrate）

校准的目标是让 leader 与 follower 在相同物理姿态下具有相同的位置值。这非常关键：只有完成校准，基于一台机器人采集数据训练出的神经网络策略才能迁移到另一台（或多台）机器上运行。

LeRobot 已把大多数机器人的校准流程统一化，SO-100 的校准步骤与 Koch、SO101 完全一致（SO101 的校准视频可作为参考）。其底层实现见 src/lerobot/robots/so_follower/so_follower.py 的calibrate()，核心流程是：

1. 关闭力矩（disable_torque），把 6 个电机都设为位置模式（OperatingMode.POSITION）；
2. 提示把机器人移到每个关节行程的中点位置，按回车后调用set_half_turn_homings()写入归零偏移，使当前位置对应 12 位编码器的半圈值2047（见 src/lerobot/motors/motors_bus.py）；
3. 提示依次把除wrist_roll外的所有关节走满整个行程，record_ranges_of_motion()会实时打印每个关节的 MIN/POS/MAX 并持续记录极值，按回车结束（见 src/lerobot/motors/motors_bus.py）；
4. 特殊处理wrist_roll：该关节行程固定为 0–4095（整圈，即 12 位编码器全量程）；
5. 把MotorCalibration（id、drive_mode、homing_offset、range_min、range_max）写入电机并保存到与id关联的标定文件。

另外，calibrate()还会检查是否已存在与当前id关联的标定文件：若存在，会提示按回车直接复用该文件写入电机，或输入c重新校准。

5.1 校准从臂（Follower）

lerobot-calibrate \ --robot.type=so100_follower \ --robot.port=/dev/tty.usbmodem58760431551 \ # <- The port of your robot --robot.id=my_awesome_follower_arm # <- Give the robot a unique name

等价 API 写法：

from lerobot.robots.so_follower import SO100FollowerConfig, SO100Follower config = SO100FollowerConfig( port="/dev/tty.usbmodem585A0076891", id="my_awesome_follower_arm", ) follower = SO100Follower(config) follower.connect(calibrate=False) follower.calibrate() follower.disconnect()

5.2 校准主臂（Leader）

lerobot-calibrate \ --teleop.type=so100_leader \ --teleop.port=/dev/tty.usbmodem58760431551 \ # <- The port of your robot --teleop.id=my_awesome_leader_arm # <- Give the robot a unique name

等价 API 写法：

from lerobot.teleoperators.so_leader import SO100LeaderConfig, SO100Leader config = SO100LeaderConfig( port="/dev/tty.usbmodem58760431551", id="my_awesome_leader_arm", ) leader = SO100Leader(config) leader.connect(calibrate=False) leader.calibrate() leader.disconnect()

主臂与从臂的calibrate()实现逻辑一致（见 src/lerobot/teleoperators/so_leader/so_leader.py）。

六、校准后的软件配置细节与运行机制

装配与校准完成后，双机械臂即可被 LeRobot 驱动。理解以下几个源码层面的细节，能帮助你更好地排查问题：

• 波特率与通信：Feetech 总线默认波特率为 1,000,000（src/lerobot/motors/feetech/feetech.py），connect()时会做握手并自动校验标定是否匹配（src/lerobot/robots/so_follower/so_follower.py）。
• 电机参数写入：从臂configure()会在连接时写入位置模式 PID 系数（默认 P=16、I=0、D=32，见 src/lerobot/robots/so_follower/config_so_follower.py），并对夹爪电机写入电流/力矩保护（Max_Torque_Limit=500、Protection_Current=250、Overload_Torque=25），防止夹爪堵转烧毁电机（src/lerobot/robots/so_follower/so_follower.py）。
• 观测与动作：从臂通过sync_read("Present_Position")读取 6 个关节位置作为观测（observation_features），通过sync_write("Goal_Position")下发目标位置作为动作；主臂则通过get_action()读取关节位置生成遥操作动作、通过send_feedback()把从臂力反馈写回主臂（见 src/lerobot/teleoperators/so_leader/so_leader.py）。
• 读重试机制：Feetech 总线在多关节同时运动时偶尔返回损坏的状态包（Incorrect status packet!），因此SOFollowerConfig/SOLeaderConfig提供num_read_retries: int = 2参数，在读取失败时立即重试而不中断控制循环（src/lerobot/robots/so_follower/config_so_follower.py）。
• 安全限位：从臂支持max_relative_target参数，限制单次下发的目标位置与当前位置的最大相对偏移（可设为标量或按电机设置的字典），避免过大动作导致机械损坏（src/lerobot/robots/so_follower/config_so_follower.py 与 src/lerobot/robots/so_follower/so_follower.py）。

仓库中对应的单元测试 tests/robots/test_so100_follower.py 覆盖了connect/disconnect与get_observation返回键格式（每个关节形如shoulder_pan.pos），可作为理解该机器人数据接口的参考。

七、下一步：开始训练

恭喜，你的机器人已全部就绪，可以开始学习任务了！接下来请跟随真实机器人入门教程 docs/source/il_robots.mdx 完成数据采集、策略训练与评估，从而用端到端学习让 SO-100 自主完成抓取积木等真实任务。

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