DIY 斯坦福 Pupper 12 自由度四足机器狗

不知道您是否曾经被波士顿动力的机器狗视频刷过屏，是否曾经梦想自己也能亲手玩弄一下最前卫、科技感十足的12自由度机器狗？现在机会终于来了！

斯坦福Pupper是一个小型化的四足机器人，能跑能跳能遛弯。亲民的价格和简单的设计可以让高中及以上机器人爱好者自己动手DIY一个有趣能动的四足机器人。

可以用游戏手柄控制Pupper的移动方式和目的地。Pupper内部的树莓派会接收到控制器的命令后，控制伺服电机的运动（每条腿三个），从而以正确的运动方式走到正确的位置。

Pupper被设计为“黑客入侵”模式，希望用户能够根据自己的内心需求调整和扩展机器人的行为。尽管机器人可以开箱即用，但您可以添加的一些功能包括不同的步态（约束，奔跑等），如叼东西或跟着你走等高级行为。您还可以在操作真实Pupper之前，在PyBullet中模拟Pupper的运动。

让我们开始Pupper之旅吧。首先查看如下的物料列表及组装手册。所有物料如果从美国买，估计$1000左右。你也可以在某宝以很大的优惠价格购买到所有物料及组装好的 Pupper。如果您对 Pupper 有兴趣，但也担心自己的组装能力，建议先购买一个组装好的，然后再慢慢研究，会更容易些。购买链接、所有的代码和设计文档见文末。

概要

为了让组装简单有趣，需要烙铁焊接的物料，我已经提前做了焊接，组装过程中不需要用到烙铁。下图所示为组装好的Pupper和未组装的所有物料示意图。

关于成本，如果从美国购买组装物料，成本低于$1000的可能性很小（还不包括损耗），最让人心急的是快递时间，赶上疫情，快递的时间鬼神莫测。好在笔者已经在国内打通了供应链，所有物料都可以快速搞定，详细见后面的连接。
建议先从笔者提供的连接购买组装好的Pupper，上手快，也方便练习拆解与组装；
第一次DIY不建议使用胶水，熟练后再上胶水，否则后悔莫及；
如果已经下定决心自己组装了，请参考如下的组装说明，祝君好运！

开启组装之旅

步骤1. 安装伺服码盘
1.1. 使用伺服臂（不是码盘）扣在伺服上使伺服处在中间位置
1.2. 安装伺服码盘，让码盘的孔位大概在45度位置（见下图）
1.3. 逐步把M3x6mm螺钉拧紧，让码盘和伺服融合在一起
1.4. 一些码盘的质量较差，拧螺钉时比较费劲。注意来回微调码盘和伺服轴的位置，找到适配角度就会比较容易。拧螺钉的过程中，注意观察不要过度拧紧，否则会损坏伺服。

步骤 2. 连接码盘和大腿根伺服内框
按照90°角度连接，并拧紧M3x8螺钉（如图所示），组装前，过程中及后的示意图(注意左右腿的方向)

步骤3. 安装大腿根内框伺服
3.1. 将伺服电机放入内框，然后轻轻摆动，使伺服轴从内框的大圆孔中伸出
3.2. 伺服左侧使用M4x10mm 螺钉，伺服右侧使用M3x16mm 螺钉
3.3. 把M3x16mm螺钉拧入连接柱
组装示意图（注意螺钉的位置）

步骤 4. 安装大腿根内侧伺服臂
4.1. 将伺服转到中立位置，然后以所示角度（向下45度）滑动伺服臂
4.2. 在伺服臂上侧拧入M3x8mm 螺钉，在边上拧入M2x8mm 螺钉，固定伺服臂
组装示意图

步骤 5. 腿部
按照如下示意图把物料摆放好后安装，顺序分别是，带肩螺栓，分体式轴承，下部小腿，分体式轴承，上部大腿，锁紧螺母。

步骤 6. 连接大腿和伺服臂
6.1. 将上肢大腿的弯曲边缘与伺服臂对准。通过碳纤维上预留的孔拧入M3x6螺钉。
6.2. 特别要检查距离伺服最近的螺钉要垂直拧入，防止和外部伺服臂刮蹭，发生刮蹭的另一个重要原因是支柱拧的太紧，3D打印件硬度有限，不能过度拧紧。

步骤7. 大腿根外部
将伺服放入3D打印的框中，并用两个M4x10mm螺钉加固定，组装示意图如下。

步骤8. 大腿外侧伺服安装
8.1. 将伺服臂调整到其中间位置，然后如图所示以45度角固定伺服臂。
8.2. 伺服臂的固定参考之前步骤.
组装示意图

步骤9. 连接大腿根内外部
9.1. 对齐内外部组件，M4x10mm螺钉应在同一侧，伺服臂应成90度角。
9.2. M3x16 螺钉拧入支柱内，不要用力过猛，防止损坏。
9.3. 此时，上下腿可能会开始移动，可以标记左右两侧，以免感到困惑。如果不知道哪一边，请与3D进行比较:
https://stanford195.autodesk360.com/g/shares/SH919a0QTf3c32634dcfedf61e031f673710
示意图