URDF Studio 产品说明

URDF Studio 是平台的机器人模型设计与装配工作台。它将机器人描述文件转换为可视化工作区，用户可以通过图形界面完成模型检查、结构调整、碰撞体优化、物理参数编辑、组件装配和模型导出。

典型用户包括机器人算法工程师、ROS 开发者、硬件集成工程师和仿真工程师。

建议按阶段保存版本，例如 g1_original、g1_joint_checked_v1、g1_collision_optimized_v2、g1_final。

URDF 使用标准 SI 单位：长度为米（m），角度为弧度（rad），质量为千克（kg）。如果模型数据来自使用毫米单位的 CAD 软件，导入后需检查缩放比例。

认识工作界面

URDF Studio 的完整界面由顶部工具区、素材库、关节面板、结构树、细节选项、三维视图和属性面板组成。

首次处理模型时，建议按以下顺序推进：检查素材库 → 确认三维模型 → 用结构树理解层级 → 用关节面板测试 → 检查几何和碰撞体 → 检查物理参数 → 导出备份。

模型导入与完整性检查

导入后请先完成完整性检查，再开始修改参数。

从 BotWorld 导入

在 BotWorld 资源详情页点击「导入工作区」，页面会跳转到 URDF Studio 并开始加载模型。

不要删除仍被模型引用的文件，否则可能导致部件或纹理丢失。

本地导入

操作路径：顶部「文件」菜单 → 选择导入方式 → 从本地选择文件 → 等待加载完成。

模型包含网格、纹理等关联资源时，建议导入完整文件夹或 ZIP 资源包。ZIP 资源包应保留原有目录结构，不要只复制描述文件而遗漏网格。

三方检查

导入完成后，从素材库、结构树和三维视图三个方面确认模型加载正常。

模型加载过程中会显示进度，请耐心等待。

模型导入完成后，检查三维视图是否显示完整机器人。

发现问题时，先检查文件和引用路径，不要立即修改结构。

如果同时导入了多个文件，可以在素材库中找到目标资源并点击「添加」。

添加资产后，它会显示在三维视图中。

若多个资产重叠，可以使用「变换模式」移动或旋转对象。

理解机器人结构

Link 与 Joint

关节类型速查表

URDF 定义了四种常见关节类型。选错关节类型会直接影响仿真行为，请根据实际运动方式选择。

简单来说，固定关节是锁死的；旋转关节和连续旋转关节都是转动，区别在于有没有运动范围限制；移动关节则是沿轴滑动。

结构树层级关系

典型层级为：根节点 → Link（Visual + Collision）→ Joint → Link（Visual + Collision）→ ...

在结构树中点击对象名称，三维视图中对应对象会高亮。修改或删除上层对象会影响其全部子部件，结构调整前建议先导出项目备份。

可视化几何 vs 碰撞体

通过「细节选项」可以分别控制两者的显示，方便对比位置和大小关系。

检查和修改关节

从其他来源获取的模型可能存在关节范围不合理、安装方向错误、轴方向与实际运动不符等问题。导入后逐一检查主要关节，可以避免仿真中出现异常。

关节面板预览

关节面板显示关节名称、当前角度、最小/最大运动范围和调节滑杆。

操作：在关节面板中找到目标关节 → 拖动滑杆 → 观察三维视图中对应部件的运动 → 分别移到最小值和最大值位置，检查运动方向和部件穿插。

关节参数修改

操作：在结构树中选择 Joint → 查看右侧属性面板 → 检查或修改以下参数：

1. 父 Link 和子 Link。
2. 关节类型。
3. 关节原点位置和旋转。
4. 关节轴方向。
5. 最小值和最大值。

修改后返回关节面板重新预览，测试完整运动范围。

坐标系和关节轴显示

操作：打开「细节选项」→ 勾选「显示坐标系」和「显示关节轴」→ 拖动滑杆观察实际运动方向是否与关节轴一致。

适用场景包括排查关节运动方向错误、判断组件安装方向、检查对称机器人两侧关节是否一致。

修改机器人外观

调整部件位姿

操作：选择目标对象 → 在属性面板中修改「位置」X/Y/Z 参数和「旋转」参数 → 从多个视角检查结果 → 预览相关关节运动。

建议：

1. 修改前记录原始数值。
2. 一次只调整一个方向。
3. Link、可视化几何和碰撞体的位姿相互独立。
4. 修改可视模型后应同步检查碰撞体。

编辑可视化几何

操作：在结构树中展开 Link → 选择可视化几何 → 在属性面板中查看网格文件 → 调整缩放、位置和旋转 → 查看三维视图结果。

网格缩放通常应在 X、Y、Z 三个方向保持一致，单独调整一个方向可能造成比例失真。

修改颜色和材质

在区分不同部件、调试时标识特定 Link、制作展示图或资源封面等场景，可以按需要改色。

操作：选择具体的可视化几何，而不是 Link → 打开可视化属性 → 修改颜色或颜色值 → 降低透明度可使部件半透明显示，方便观察内部结构。

颜色只影响模型显示，不改变结构、碰撞体或物理参数。如果模型使用了纹理图片，纹理会覆盖颜色设置。

优化碰撞体

碰撞体的复杂度直接影响仿真引擎每步的计算量。高精度网格碰撞体可能导致仿真帧率下降甚至不稳定，因此通常需要用简化的基础形状（方盒、球体、圆柱）替代。碰撞体过于简单则会降低碰撞准确性，目标是在计算效率和准确性之间取得平衡。

查看、选择和修改

操作：打开「细节选项」→ 勾选「显示碰撞体」→ 可取消「显示可视化」单独查看 → 从正面、侧面和顶部查看碰撞体的位置和大小。

在结构树中展开 Link → 选择碰撞体 → 查看属性面板中的几何、位置和旋转参数 → 根据需要调整尺寸、位置或方向。

优化工具

优化后重点检查：

检查物理和硬件参数

质量、质心和惯量直接决定机器人在物理仿真中的行为。惯量不合理，如零值、负值或数量级错误，会导致仿真引擎计算出非物理运动，表现为模型抖动、倾倒甚至飞散。

质量、质心和惯量

操作：打开「细节选项」→ 勾选「显示质心」和「显示惯量」→ 在结构树中选择 Link → 在属性面板中查看物理参数。

Link 物理参数

质量、质心和惯量应以真实设计数据或 CAD 数据为依据。左右对称部件应核对参数是否一致。

Joint 物理参数

操作：选择 Link 或 Joint → 打开物理属性 → 根据真实资料修改 → 显示质心和惯量检查结果 → 导出后在目标仿真环境验证。

硬件参数编辑

硬件参数是平台的扩展功能，用于记录机器人执行器和传动信息。这些参数不在 URDF 标准字段中，导出时通常包含在 CSV 或 BOM 中。

操作：选择对应关节或部件 → 在右侧属性面板中找到硬件属性区域 → 填写电机型号和传动参数。

硬件参数应来自机器人说明书或设计文件。无法确认的数据建议暂时留空，不应随意填写。

部件和关节操作

创建 Link

操作：在结构树顶部点击「+」按钮 → 选择「添加 Link」→ 设置名称 → 添加可视化几何 → 添加碰撞体 → 填写物理参数 → 创建 Joint 连接到机器人。

创建 Link 时注意：

1. Link 名称不能与已有对象重复。
2. 新建 Link 必须通过 Joint 与机器人连接。
3. 只有外观、没有碰撞体和物理参数的部件无法用于完整物理仿真。

创建 Joint

操作：在结构树顶部点击「+」按钮 → 选择「添加 Joint」→ 设置名称 → 选择父 Link 和子 Link → 设置关节类型 → 设置关节原点、关节轴和运动范围 → 用关节面板预览运动。

创建 Joint 时注意：

1. 固定安装的组件通常使用 Fixed 关节。
2. 旋转关节应设置合理运动范围。
3. 新建后必须预览完整运动过程。

删除注意事项

在结构树中选择对象 → 点击鼠标右键，或在控制面板双击 → 点击删除 → 确认是否包含子部件。

删除 Link 会同时影响其子 Link、Joint、可视化模型和碰撞体。重大删除操作前先导出项目备份。

辅助工具

测量工具

操作：点击顶部测量工具 → 在三维视图中选择两个测量点 → 查看结果 → 完成后退出测量状态。

适用场景包括测量机器人身高、臂展、传感器安装距离等。测量前应确认模型缩放正确，否则结果无参考价值。

AI 审阅

操作：点击顶部「AI」→ 进入 AI 审阅 → 选择模型 → 启动审阅 → 查看问题和建议 → 人工确认后再修改。

AI 审阅是辅助工具，不能替代人工检查和仿真验证。质量、惯量、电机等真实硬件参数仍应以可靠资料为准。关节运动范围是否符合实际机械限制、碰撞体是否适合具体仿真任务等仍需人工确认。

源码功能

操作：点击顶部「源代码」→ 可下载、复制、保存源代码。

撤销和重做

顶部工具区提供撤销和重做，用于恢复上一步操作或恢复已撤销操作。

模型快照

操作：调整视角 → 设置显示内容 → 点击顶部快照功能 → 保存图片到本地。

适用场景包括制作资源封面、记录修改前后效果、项目汇报图片。

夜间模式切换

操作：点击顶部夜间模式图标，在夜间模式和白天模式之间切换。

组合机器人和组件

URDF Studio 支持在同一工作区导入多个机器人或组件，并建立连接关系。典型场景包括为机械臂安装夹爪、为底盘安装机械臂、增加传感器、组合多个组件。

什么是桥接关节

桥接关节是连接两个独立模型的 Joint。普通 Joint 在单个模型内部连接父子 Link，而桥接关节跨越两个独立导入的模型，将它们焊接或铰接在一起。

桥接关节的关节类型选择与普通 Joint 一致：

1. 固定安装的传感器通常使用 Fixed 桥接关节。
2. 需要旋转的连接，例如机械臂装在旋转台上，可以使用 Revolute 桥接关节。

操作步骤

以下以为宇树机器人安装灵巧手为例。

1. 导入机器人主体模型和待安装的灵巧手模型。
2. 在结构树面板中找到拼接关系并点击「添加」。如果结构树较长，可以滚动到底部，或先收起部分节点。

关节拼接有两种方式：几何吸附和 Link 拼接。

方式一：几何吸附

在创建拼接窗口中选择关节类型。为方便后续区分和管理，也可以在「名称」处为本次拼接关系命名。

依次点击两个资产的关节连接点。

连接点选择完成后，关节会自动拼接。如果拼接状态不是理想姿态，可以继续调整拼接参数。

参数调整完成后，点击「确定」保存。

方式二：Link 拼接

在创建拼接窗口中选择「Link 列表」。

选择关节类型，并根据需要填写拼接关系名称。

选择基准 Link。如果不知道 Link 名称，可以先选择对象，再在结构树中查看。

选择连接 Link。与基准 Link 一样，可以通过三维视图选择对象后在结构树中确认名称。

调整拼接关系参数到目标状态，确认无误后点击「确定」保存。

组合后验证

拼接完成后，检查组合状态。

建议执行以下验证：

验证通过后，导出组合后的完整模型。

建议：

1. 不同模型中的 Link 和 Joint 名称不应重复。
2. 固定安装的传感器通常使用 Fixed 关节。
3. 组件安装后应重新检查整体质量和质心。
4. 导出时应包含全部关联资源。

导出与交付

支持的导出格式

格式选择速查：

导出操作

操作：顶部「文件」→「导出」→ 选择格式 → 等待导出完成 → 选择保存位置。

等待导出包生成后，选择本地保存位置并点击「保存」完成导出。

导出前检查：结构完整 → 关节运动正常 → 网格纹理无缺失 → 碰撞体合理 → 名称无重复 → 关联资源完整。

与平台其他产品的连接

BotWorld（获取模型）→ URDF Studio（检查/编辑/装配）→ 导出 → 仿真或发布。

常见问题

遇到问题时，建议按以下顺序排查：文件是否完整 → 模型是否正常加载 → 对象是否选择正确 → 参数是否合理 → 导出内容是否完整 → 目标软件是否兼容。

如遇到无法解决的问题，可以填写问题反馈，也可以在微信公众号、B 站、小红书等官方账号后台留言，官方账号名称为「BotWorld」。

文档最后更新：2026 年 8 月 10 日。