Microduck 复刻 · 从官方 MJCF 和 Rust 的源码反推出的装配图、CAD 装配体和完整的电控方案 | Mechanical + electronics reconstruction of
Microduck 复刻 · 从官方 MJCF 和 Rust 的源码反推出的装配图、CAD 装配体和完整的电控方案 | Mechanical + electronics reconstruction of
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对 Pollen Robotics Microduck 的第三方复刻研究。 从官方公开的 MJCF 仿真模型反推出装配图、爆炸图和可直接导入 CAD 的装配体。
Microduck 是一只 25cm 高、737g 的双足机器鸭，15 个 Dynamixel XL330 舵机（14 个受策略控制），用强化学习走路。 它的软件开源（Apache-2.0）。硬件是部分开源：
pollen-robotics/elec_RPI_Robot_HAT（Apache-2.0）：
KiCad 9 工程、Gerber、BOM、贴片坐标、STEP 一应俱全。这块板不需要自己画。imu_to_dxl 板未开源 —— 全网无公开工程，本仓库的逆向是目前唯一公开重建。勘误（2026-09-03）：本文档此前写作「硬件不开源、没有 PCB 原理图」，这是错的。 当时只检索了
pollen-robotics/microduck主仓，未翻查该组织下以elec_开头的硬件仓库。
但官方在 microduck_rl 里发布了完整的 MJCF 仿真模型 + 47 个 STL 网格。
MJCF 里包含了完整的运动学树：每个零件挂在谁身上、相对位置精确到 0.1mm、
绕哪根轴转、行程多少、质量和惯量张量。
这些信息足以还原出装配关系。 本仓库就是把它还原出来的结果。
本仓库同时覆盖两种舵机。机械、电路、软件三层都有差别，动手前先定：
| 原版 · Dynamixel XL330 | 飞特 · HD-1910 | |
|---|---|---|
| 舵机 | XL330-M288-T ×15 | HD-1910-C001 ×15 —— 便宜一半、力矩 2.5 倍 |
| 电压 | 额定 6 V，实跑 6.6–8.2 V，超压 37% | 额定 4–8.4 V，在额定内；但满电 8.4 V 顶格 |
| 打印件 | print/ 上游 STL 直接打 |
8 个配合件要改（HD-1910 舵盘凸、XL330 凹）—— 拓竹一键打印 / 3mf |
| 可编辑图纸 | 图纸仓 v1.1 | 图纸仓 v2.0，文件带 -FT 后缀 |
| 电路 | 官方 HAT + imu_to_dxl |
同左；舵机连接器 2.0 mm（官方 2.5），imu_to_dxl 板上 J4/J5 是 2.0 |
| 软件 | 官方运行时直接跑 | 总线协议不同，要换协议模块；策略要按 HD-1910 重训 —— 训练前数据清单 |
| 状态 | 纸上分析 + 首批打印件 | 整机装出实物（2026-09-13），台架通总线中 |
选型论证在 执行器选型。本仓库主线走飞特；原版资料同样齐全，两条都能复刻。
有人在做同样的事，凑了个微信群一起讨论复刻进度、踩过的坑、元件采购。
一群到六群都已满 200 人（微信满 200 后无法扫码进），下面是七群的码。
imu_to_dxl PCB 画完了官方唯一没有开源的那块板，第三方复刻版从原理图一路做到了 PCB。 STM32G031F8P6 + LSM6DSV16X + 半双工缓冲，作为第 16 个设备挂在舵机总线上。
45 × 22 mm，2 层板，四角 R2 圆角，两个对角 M2 孔；底层整片 GND。 23 个网络全部连通，DRC 0 违规，每个芯片电源脚 2.3 mm 内都有去耦。 仍然没打样、没有实物验证。
设计说明 · 评审要点 · 复查结果 · 原理图 PDF · PCB PDF · 3D STEP · 接线表 · 嘉立创工程
15 颗飞特 HD-1910 全部配好 ID、装进机身。 这不是官方的 XL330 —— 便宜一半、力矩大 2.5 倍、 电压额定匹配，是执行器选型里论证的那条路，现在有实物了。
HD-1910 的舵盘是凸的，XL330 是凹的，跟舵盘配合的 8 个件同事全改了、重新打印。
可编辑的 SolidWorks 图纸也出了飞特版（-FT 后缀），改了什么、为什么，
在图纸仓里写清楚了。
构建日志 · 飞特版 SolidWorks 图纸 · 拓竹一键打印 · BOM 清单 · 带采购链接 · 调试记录 · 打印件清单
原理图求评审 —— 特别想听这几处的意见：半双工缓冲的使能逻辑（
2OE接常高、 发送时有回显 vs 也接 DE、发送时 RX 悬空）；J1/J2 直通的铜皮宽度； 不上晶振（TSSOP-20 没引出OSC_OUT，HSI16 跑 1 Mbps 余量够不够）。 发现问题请开 issue，或者在上面的群里说。
本仓库反复强调「仿真 STL 不是可打印工程件」。构建日志就是在验证这句话。 结论会如实记录，无论正反。
→ 构建日志（机械） · 调试记录（电气与软件） · 踩坑记录
assembly-drawings/ 下共 7 张：
| 文件 | 内容 |
|---|---|
01_正面 02_侧面 03_背面 04_四分之三 |
装配完成态，原色 |
05_爆炸图_侧面 |
15 个部件沿运动链炸开，标注名称与质量 |
06_爆炸图_四分之三 |
立体视角，可看清左右腿镜像关系 |
07_分色对照_装配态 |
与爆炸图同配色的装配完成态，对照用 |
躯干主体 199g
├─ 左髋 yaw→roll 23g → 左髋 roll 6g → 左大腿 48g → 左小腿 22g → 左踝+脚 30g
├─ 颈根 37g → 颈俯仰件 6g → 头 yaw/roll 机构 49g → 头部总成+喙 189g
└─ 右髋 yaw→roll 23g → 右髋 roll 6g → 右大腿 48g → 右小腿 22g → 右踝+脚 30g
整机 737.2g 外形 144 × 141 × 264 mm躯干和头几乎一样重（199g vs 189g）——头部占整机四分之一，重心很高， 这解释了为什么它的行走策略难训。
每条腿 5 个自由度，头颈 4 个 —— 14 个受控。 整机实际装 15 个 Dynamixel XL330：第 15 个驱动喙/下颚，走被动连杆，不进动作空间。
| 关节 | 行程 |
|---|---|
hip_yaw |
-25° ~ +30° |
hip_roll |
±22° |
hip_pitch / knee / ankle / head_pitch |
±90° |
neck_pitch |
-90° ~ +60° |
head_yaw |
±170° |
head_roll |
±25° |
要买什么、买几个 —— BOM.md
整机 15 个舵机、14 个轴承、约 325 件紧固件、2 块要打样的电路板，数量取自上游 MJCF 的 引用计数（38 种网格 / 75 个实例），不是估的。含每块板的器件清单与立创编号。
⚠️ 里面有两条会让人买错的更正：电池是 NP-F550 不是 F970、XL330 被超压运行。
整机全部 STL 单件，按「要打印 / 买现成的」分好类，中英双语命名 —— print/
| 目录 | 数量 |
|---|---|
| ️ 拓竹 MakerWorld · microduck | 不想看图直接打 —— 一键切片，Bambu 打印机直接开 |
print/打印件/ |
30 种 / 41 件结构件 |
print/标准件-无需打印/ |
9 个外购件模型（对位用） |
上游的 XL330 台架测试夹具在另一个目录，本来就不属于机器人。打印建议与数量表见
print/README.md，采购见 机械采购清单。
cad/ 下是已应用世界变换的 STL —— 直接导入 CAD 就是装好的样子，
不用自己摆位置（上游那 47 个 STL 都是零件自身坐标系的，直接导入会全部堆在原点）。
00_Microduck_整机装配体.stl —— 整机单文件，796792 三角面01 ~ 15 —— 按刚体分组的 15 个部件，文件名即部件名零件对照表.json —— 每个部件由哪些上游源网格组成单位 毫米。可直接用 FreeCAD / Fusion 360 / SolidWorks / Blender / 各类切片软件打开。
本仓库的 cad/ 与 print/ 都是网格（STL）—— 能打印、能看、能测量，但改不动。
fanhao375/microduck-replica-cad 是配套的三维图纸仓库，放的是可编辑的 SolidWorks 源文件（ 压缩包在那个仓库的 Releases 页，不在文件列表里）： 16 个装配体 + 40 个零件，外加一份 21 页的装配安装说明书（含每个组件的步骤、配图与注意事项）。
那套图纸由 机械行者Robo 建模并编写说明书 —— 想改尺寸、改壁厚、重新出工程图的，从那边拿源文件。
一条 1 Mbps 的 TTL 串行总线搞定一切。
Radxa Zero 3W (RK3566) · Armbian
├── UART2 1 Mbps TTL 单线半双工 ── 15× XL330 + imu_to_dxl (ID 200)
├── I2C3 400 kHz (pin 3/5) ────── AIC3104@0x18 · ToF@0x29 · BMI088（未用）
├── I2S3 12.288 MHz ───────────── 音频
├── MIPI CSI ────────────────────── IMX219（I2C@0x10，转 90°）
├── 蓝牙 ────────────────────────── 手柄 / 手机 App
├── Wi-Fi ───────────────────────── WebRTC
└── USB-C ───────────────────────── 供电 + maskrom| 主控 | Radxa Zero 3W —— 市售模块，不是定制载板 |
| SoC | RK3566，四核 Cortex-A55，Mali-G52，0.8 TOPS NPU。官方公布 1 GB / 32 GB eMMC；复刻建议 2G/16G，见 电控采购清单 |
| 舵机总线 | 单线半双工 TTL —— 不是 RS-232，也不是 RS-485。Dynamixel Protocol V2 @ 1 Mbps，走 /dev/ttyS2 |
| 自制板 1 | imu_to_dxl v2 —— 一颗会说 Dynamixel 的 LSM6DSV16X：总线 ID 200、寄存器 124，12 字节块在同一次 sync_read 里和舵机一起读回 |
| 自制板 2 | RPI Robot HAT —— TLV320AIC3104 @ 0x18、一颗休眠的 BMI088、接 ToF 的 Stemma 座。官方已开源（elec_RPI_Robot_HAT） |
| 电池 | 索尼 NP-F550，2S 锂电。没有电量计，也没有 ADC —— 电池电压是读舵机上报的自身供电电压得来的 |
| 传感器 | LSM6DSV16X IMU · VL53L5CX/L8CX 8×8 ToF · IMX219（树莓派 Camera v2） |
imu_to_dxl 是整套设计里最漂亮的一手：IMU 不走 I²C，而是把自己伪装成一个 Dynamixel 从机，
于是姿态数据和关节状态在同一次总线事务里回来 —— 不需要第二条总线，主机也不用跑姿态融合
（LSM6DSV16X 的片上 SFLP 块直接输出游戏旋转四元数，还自己估计陀螺零偏）。
整机可复刻，卡点在成本不在技术。 现状：
| 项目 | 状态 |
|---|---|
| 零件几何 | ✅ 47 个 STL |
| 装配关系 | ✅ 精确到 0.1mm，已出图 |
| 关节轴线 / 行程 | ✅ 14 个全有 |
| 质量 / 惯量 | ✅ 15 个刚体全有 |
| 舵机型号 | ✅ Dynamixel XL330 ×15 → docs/执行器选型.md |
| 轴承 | ✅ Ø22×16×4 与 Ø15×10×3 |
| HAT 板 | ✅ 官方 KiCad + Gerber + BOM 已开源，直接打样 → elec_RPI_Robot_HAT |
imu_to_dxl 板 |
⚠️ 未开源，需自绘；协议与寄存器布局已完整还原 → docs/硬件方案逆向.md |
| 主控 | ✅ Radxa Zero 3W，市售模块（此前误判为定制载板） |
| 紧固件清单 | ✅ 已从 STL 孔位反推 → docs/紧固件反推.md |
| 电池 / 传感器 | ✅ NP-F550 2S、IMX219、VL53L8CX、LSM6DSV16X |
| 走线方案 | ❌ 无 |
| 控制软件 | ✅ 主控用同款 Radxa Zero 3W 即可直接跑（Apache-2.0）；换主控才需移植 |
| 官方策略 ONNX | ✅ 硬件保持同款即可直接用（9 个）；改动本体或电控才需重训 |
⚠️ 仿真 STL ≠ 可打印工程件。 仿真只关心外形与惯量，不保证配合公差、 螺纹孔、热熔螺母座和走线空间。直接打印大概率装不起来，需要自行补充工程细节。
自己造大概率比买贵，但差多少全看渠道。 15 个 XL330 在 ROBOTIS 国际站约 $359、 美国站 $412、欧洲含税 €603–629 —— 也就是从「略低于整机售价」到「远超」都有可能。 加上主控、电池、两块板打样和打印耗材必然更贵。完整核价见 BOM.md。
放弃 100% 复刻（imu_to_dxl 板与可编辑机械 CAD 未开源），改成机械照抄 + 电控自建：
| 方案 | |
|---|---|
| 机械 | 用本仓库的 STL 与装配图，几何完全照抄 |
| 舵机 | XL330 × 15，市售件照买 |
| 主控 | Radxa Zero 3W，市售模块，与官方同款 |
| IMU 板 | 自己画 imu_to_dxl：LSM6DSV16X + MCU + 半双工收发器，协议已还原 |
| HAT 板 | 官方 Gerber 直接打样（4 层板）。不要录音可整块省略，但半双工方向电路要另配转接板，见 电控采购清单 |
| 软件 | 主控同款则官方 Rust 运行时可直接跑（Apache-2.0） |
| 策略 | 官方 9 个 ONNX 可用；改硬件后用 microduck_rl 重训 |
结论已从「机械可抄、电控是硬墙」修正为「整机可复刻」 —— 主控是市售模块，自制板的功能和协议已从源码完整还原。 详见 docs/硬件方案逆向.md。
serial-getty@ttyS2 占着串口，
必须 systemctl mask 掉。Pollen 是用 fuser -v /dev/ttyS2 查出来的。Microduck 的东西散在 GitHub 多个组织和 HuggingFace 三种资源里，官方硬件仓库尤其容易漏。
docs/生态导航.md 把官方仓库、模拟器、策略模型、数据集、社区项目
逐个标注了「是什么、能拿来干嘛」。
| 文档 | 内容 |
|---|---|
| 紧固件反推（English） | 从 47 个 STL 扫描孔特征，反推出 M2 螺丝系统与采购量 |
| 执行器选型（English） | XL330 参数、BAM M6 配置、5 组标定 PD、回差建模；为什么不能换闭环步进、换 STS3215 会怎样（737g vs 2107g 实测对照）、同级别舵机横向对比（含宇树 S288 深度评估） |
| 踩坑记录 | 上手前扫一遍 —— 买东西 / 打板 / 飞线 / 软件 / 工具，每条三句：现象、原因、怎么办 |
| 调试记录 | 拿到货一步一步做 —— 舵机配 ID 改哪些参数（含 ID 对照表）、怎么供电，后面按日期记过程 |
| HD-1910 训练前数据清单 | 给算法重训用的 —— 几何、质量惯量、关节标定、舵机规格、IMU 安装，仓库有的全填了并标出处，台架实测项列了怎么测 |
| 不打 HAT | HAT 打样太贵？ ¥70 的降压模块 + 半双工转接板飞线替代，一步一步接，哪步会烧东西 |
| 硬件入门 | 一块板一块板讲清楚 —— 五个模块各自干嘛、一个 tick 里信号怎么流、走飞特路线哪些会变，末尾附「复刻前必做的五件核对」 |
| 硬件规格速查 | 一页纸规格表 —— 系统框图、芯片型号、总线参数、复刻清单、必踩的坑 |
| 硬件方案逆向 | 完整推导过程与证据出处（English） |
| 电控采购清单 | 淘宝实链 —— 主控 / 摄像头 / ToF / 电源 / 两块 PCB / 线材与调试板，含选型推算与避坑（2026-09-04 快照） |
| 机械采购清单 | 淘宝实链 —— 轴承 / M2 紧固件 / 热熔螺母与压头 / 螺纹胶 / 耗材 |
| 社区动态 | X / GitHub 情报，含外部验证、噪音与风险提示 |
结论速览：整机是 M2 螺丝系统（Ø2.2 过孔 ×77 + Ø4.4 沉头孔 ×28 + Ø1.6 攻丝底孔 ×20）， 结构件过孔约 146 个；轴承 Ø22×16×4 与 Ø15×10×3。
# 1. 拉上游仓库（源码与仿真资产不重复托管，打印件除外 —— 见 NOTICE.md）
bash scripts/fetch_upstream.sh
# 2. 重新生成装配图
python scripts/render_assembly.py upstream/microduck_rl assembly-drawings
# 3. 重新导出 CAD 装配体
python scripts/export_assembly_stl.py upstream/microduck_rl cad
# 4. 重新扫描孔特征
python scripts/analyze_holes.py upstream/microduck_rl/src/mjlab_microduck/robot/microduck/assets依赖：mujoco numpy pillow scipy。渲染需要可用的 OpenGL 上下文。
scripts/ —— Apache-2.0assembly-drawings/ cad/ —— CC BY-SA-NC 4.0（上游 3D 模型为 CC BY-SA-NC，
依 ShareAlike 条款衍生作品须沿用同协议，不得商用）详见 NOTICE.md。本项目与 Pollen Robotics 无隶属关系，未获其背书。
暂无开放 Issues，或尚未同步最近议题。