1.3 创建最小UR10项目

小范围修改新创建的外部项目，先让项目运行起来，以 UR10 机械臂为例

一、目标

先不要一上来就把新建的外部项目改得很复杂，而是先做一个：

最小 UR10 可创建版本

新建的外部项目虽然文件名已经改成了自己的项目名，但内部很多内容仍然是官方模板，例如 Cartpole。先做到：

• 把机械臂从 Cartpole 换成 UR10
• 把动作改成 UR10 的 6 关节动作
• 把 reset 改成 UR10 的 6 关节 reset
• 临时去掉 Cartpole 的 reward 和 termination
• 先让环境能成功启动并显示画面

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二、第一步：把Cartpole换成 UR10

1. 原因

虽然项目名已经是自己的项目名，但环境里实际加载的可能还是 Cartpole。
所以第一步要先把场景中的机器人换成 UR10。

2. 修改前

from isaaclab_assets.robots.cartpole import CARTPOLE_CFG  # isort:skip

robot: ArticulationCfg = CARTPOLE_CFG.replace(prim_path="{ENV_REGEX_NS}/Robot")

3. 修改后

from isaaclab_assets.robots.universal_robots import UR10_CFG  # isort:skip

robot: ArticulationCfg = UR10_CFG.replace(prim_path="{ENV_REGEX_NS}/Robot")

4. 推荐顺手修改注释

修改前

"""Configuration for a cart-pole scene."""

修改后

"""Configuration for a UR10 scene."""

5. 这一部分的作用

这一步完成后：

• 场景中的机器人不再是 Cartpole
• 环境开始真正使用 UR10 机械臂，但还不能运行成功
• 需要修改后续动作Actions、reset、reward 的修改才有意义

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四、第二步：修改 class ActionsCfg:

1. 原因

原模板中的动作通常还是 Cartpole 的动作逻辑，例如只控制一个关节。
但 UR10 是 6 自由度机械臂，因此动作必须改成对 6 个关节进行控制。

UR10 的 6 个关节名为：

• shoulder_pan_joint
• shoulder_lift_joint
• elbow_joint
• wrist_1_joint
• wrist_2_joint
• wrist_3_joint

3. 把class ActionsCfg:修改为

@configclass
class ActionsCfg:
    """Action specifications for the MDP."""

    joint_effort = mdp.JointEffortActionCfg(
        asset_name="robot",
        joint_names=[
            "shoulder_pan_joint",
            "shoulder_lift_joint",
            "elbow_joint",
            "wrist_1_joint",
            "wrist_2_joint",
            "wrist_3_joint",
        ],
        scale=10.0,
    )

这一步完成后：

• 动作空间不再是 Cartpole 的单维动作
• 动作空间变成 UR10 的 6 维动作
• 环境开始能对 UR10 的 6 个关节进行控制

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五、第三步：修改 reset

1. 原因

原模板中的 reset 逻辑通常还是针对 Cartpole，例如：

• slider_to_cart
• cart_to_pole

但 UR10 并没有这些关节，因此 reset 必须改成 UR10 的关节逻辑。

2. 把class EventCfg:修改为

@configclass
class EventCfg:
    """Configuration for events."""

    reset_robot_joints = EventTerm(
        func=mdp.reset_joints_by_offset,
        mode="reset",
        params={
            "asset_cfg": SceneEntityCfg(
                "robot",
                joint_names=[
                    "shoulder_pan_joint",
                    "shoulder_lift_joint",
                    "elbow_joint",
                    "wrist_1_joint",
                    "wrist_2_joint",
                    "wrist_3_joint",
                ],
            ),
            "position_range": (-0.1, 0.1),
            "velocity_range": (-0.1, 0.1),
        },
    )

这样修改之后：

• 每次环境 reset 时，UR10 的 6 个关节都会在小范围内随机初始化
• 避免继续使用 Cartpole 的关节名导致报错
• 为后面真正的机械臂任务打下基础

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六、第四步：临时去掉 reward 和 termination

1. 原因

原模板中的 reward 和 termination 通常都是围绕 Cartpole 设计的，例如：

• 杆子角度保持竖直
• 小车位置越界
• 小车速度惩罚
• 杆子角速度惩罚

这些逻辑对 UR10 来说都不适用。

所以在“最小 UR10 可创建版本”阶段，最稳的做法不是马上重写复杂 reward，而是：

• 临时去掉 Cartpole 的 reward
• 临时去掉 Cartpole 的 termination
• 只保留最基本的占位逻辑

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2. Reward 修改为

@configclass
class RewardsCfg:
    """Reward terms for the MDP."""

    alive = RewTerm(func=mdp.is_alive, weight=1.0)

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3. Termination 修改为

@configclass
class TerminationsCfg:
    """Termination terms for the MDP."""

    time_out = DoneTerm(func=mdp.time_out, time_out=True)

这样做的目的不是为了训练出有意义的策略，而是为了：

• 先让 Reward Manager 能正常工作
• 先让 Termination Manager 能正常工作
• 先避免因为 Cartpole 旧逻辑导致环境报错

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七、第五步：降低并行环境数，先让环境稳定启动

1. 原因

把机器人从 Cartpole 换成 UR10 后，模板原来的并行环境数4096可能会太大，导致 GPU 显存不足。

例如模板文件ur10e_ocs_2_env_cfg.py里可能是：

scene: Ur10eOcs2SceneCfg = Ur10eOcs2SceneCfg(num_envs=4096, env_spacing=4.0)

这个值对 Cartpole 还可能可以，但对 UR10 这种机械臂通常过大，容易报：

• CUDA out of memory

解决办法：把num_envs=4096修改为64/32/8等

这样做之后：

• 可以降低 UR10 机械臂并行仿真的显存占用
• 让环境先稳定创建成功
• 更适合初学阶段调试和观察

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八、最后的目标：先让环境能启动

在完成前面这些修改后，此时最重要的不是马上训练，而是先验证下面几件事：

进入项目目录并且激活conda环境，运行

python scripts/random_agent.py --task Template-Ur10e-Ocs-2-v0

Template-Ur10e-Ocs-2-v0 为自己的项目名称

观察：

• 环境能否成功创建
• 画面能否正常显示
• 动作空间是否变成 6 维
• 观测空间是否能正常生成
• UR10 是否真正出现在isaacsim场景里

只要这些条件满足，就说明已经完成了：

最小 UR10 可创建版本

这个环境还不是一个完整的机械臂强化学习任务，但已经成功从官方模板跨到了自己的机械臂环境骨架。

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