开源 四足机器人

Stanford Pupper V3 机器狗

源自斯坦福学生机器人俱乐部、用于斯坦福 CS 123 课程的开源小型四足陪伴机器狗:12 个无刷关节、树莓派 5,强化学习行走,支持语音和视觉交互,自己做约 2,000 美元。

类型
四足
自由度
12(+2 耳朵舵机)
重量
3 kg
尺寸
25 × 20 × 22 cm(蹲姿)
物料成本
约 2,159 美元(v3.5)
结构
PETG + TPU 打印件
  • 开源硬件与开源代码
  • 完整物料清单,附购买链接
  • 直达原项目的图纸、代码和论文

01 — 项目详情

概况、物料清单与资料

项目概况

Pupper V3 是一只“会带来快乐、也能教你机器人和 AI”的机器狗。行走策略在仿真中用强化学习训练,鼻子里的鱼眼相机负责视觉,配合语音大模型可以对话。

它的关节是 Steadywin GIM4305 无刷电机加 10:1 行星减速,机身全部用 PETG 打印,绑带用 TPU。官方提供完整的 BOM、装配幻灯片、两块电路板的生产文件和全部代码。

关键参数

执行器Steadywin GIM4305(4005 无刷 + 10:1 行星),峰值约 3.5 N·m,持续约 1.0 N·m
主控Raspberry Pi 5 8GB + 自研 Pi Hat(STM32)
传感器BNO086 IMU、IMX296 222° 鱼眼相机、麦克风
交互4 寸 LCD 表情屏、3 W 喇叭、2 个耳朵舵机
电池DeWalt 20V Powerstack 1.7Ah

物料清单 BOM

合计 USD 2,158.91(官方 BOM v3.5,含可选件和工具;最低约 USD 1,785.91)。打印件等无单独价格的条目见下方折叠表。

下载整理版 BOM(.xlsx) · 官方 BOM 原表 ↗

零件型号 / 规格数量单价小计购买链接
Stand
M2.5x25 socket head4$1.00$4.00mcmaster.com ↗
Hardware
PETG HF 1.75mm for structure1$20.00$20.00us.store.bambulab.com ↗
M2.5x10 socket head100$0.07$7.00mcmaster.com ↗
M2.5 heat-set tapered threaded insert100$0.17$17.00mcmaster.com ↗
M3x8 cap head50$0.08$4.00mcmaster.com ↗
Squash ball single or double yellow dot4$3.75$15.00amazon.com ↗
[Optional] Caution hot surface label1$10.00$10.00a.co ↗
[Optional] Stand base plate1$80.00$80.00drive.google.com ↗
Brain electronics
4x4in Waveshare HDMI Raspberry Pi screen1$75.99$75.99a.co ↗
Rasberry Pi 5 8gb1$80.00$80.00digikey.com ↗
USB Flash drive 128 gb 1$14.00$14.00a.co ↗
2x20 female header extension1$2.50$2.50adafruit.com ↗
Pi hat control board1$60.00$60.00drive.google.com ↗
[Optional] AI kit1$70.00$70.00canakit.com ↗
[Optional] M.2 adapter board for AI kit1$13.00$13.00waveshare.com ↗
[Optional] Arducam IMX2961$62.00$62.00a.co ↗
[Optional] Fisheye lens1$15.00$15.00uctronics.com ↗
[Optional] Lens holder1$3.00$3.00uctronics.com ↗
[Optional] Wireless lapel microphone usb1$12.00$12.00a.co ↗
[Optional] Speaker1$4.00$4.00adafruit.com ↗
Other electronics
Power distribution board1$15.00$15.00drive.google.com ↗
Tabs for distribution board2$0.21$0.42digikey.com ↗
Dewalt 20V powerstack battery 1.7Ah2$50.00$100.00a.co ↗
PS5 Wireless Controller1$75.00$75.00a.co ↗
[Optional] Ear servos2$6.00$12.00adafruit.com ↗
[Optional] Wireless keyboard1$28.00$28.00a.co ↗
Actuation
Steadywin GIM4305 with SHS driver12$110.00$1,320.00aifitlab.com ↗
Tools
Super glue1$4.00$4.00amazon.com ↗
Electric screwdriver1$36.00$36.00a.co ↗
合计$2,158.91

可选件、工具与参考条目(不计入合计)

零件型号 / 规格数量单价小计购买链接
3D printed - Body
Upper body材料 PETG;填充 0.15;支撑 On build plate - Tree (auto);墙 3.0;层高 0.3mm;喷嘴 0.6mm1drive.google.com ↗
Lower body材料 PETG;填充 0.15;支撑 N;墙 3.0;层高 0.3mm;喷嘴 0.6mm1drive.google.com ↗
Brain bracket材料 PETG;填充 0.15;支撑 On build plate - Tree (auto);墙 3.0;层高 0.3mm;喷嘴 0.6mm1drive.google.com ↗
Power distribution board cover材料 PETG;填充 0.15;支撑 N;墙 3.0;层高 0.3mm;喷嘴 0.6mm1drive.google.com ↗
Ear - RH材料 PETG;填充 0.1;支撑 N;墙 2.0;层高 0.3mm;喷嘴 0.6mm1drive.google.com ↗
Ear - LH材料 PETG;填充 0.1;支撑 N;墙 2.0;层高 0.3mm;喷嘴 0.6mm1drive.google.com ↗
Front cable clamp - RH & LH材料 PETG;填充 0.15;支撑 N;墙 3.0;层高 0.3mm;喷嘴 0.6mm1drive.google.com ↗
Back cable clamp材料 PETG;填充 0.15;支撑 N;墙 3.0;层高 0.3mm;喷嘴 0.6mm2drive.google.com ↗
Strap材料 TPU;填充 1.0;支撑 N;墙 20.0;层高 0.3mm;喷嘴 0.6mm1drive.google.com ↗
3D printed - Legs
Lower leg - RH材料 PETG;填充 0.15;支撑 N;墙 3.0;层高 0.3mm;喷嘴 0.6mm2drive.google.com ↗
Lower leg - LH材料 PETG;填充 0.15;支撑 N;墙 3.0;层高 0.3mm;喷嘴 0.6mm2drive.google.com ↗
Upper leg - RH材料 PETG;填充 0.15;支撑 On build plate - Tree (auto);墙 3.0;层高 0.3mm;喷嘴 0.6mm2drive.google.com ↗
Upper leg - LH材料 PETG;填充 0.15;支撑 On build plate - Tree (auto);墙 3.0;层高 0.3mm;喷嘴 0.6mm2drive.google.com ↗
Upper leg motor bracket RH & LH材料 PETG;填充 0.15;支撑 N;墙 3.0;层高 0.3mm;喷嘴 0.6mm2drive.google.com ↗
Hip shroud - RH & LH材料 PETG;填充 0.15;支撑 N;墙 3.0;层高 0.3mm;喷嘴 0.6mm4drive.google.com ↗
Hip bracket - RH材料 PETG;填充 0.15;支撑 On build plate - Tree (auto, hybrid);墙 3.0;层高 0.3mm;喷嘴 0.6mm2drive.google.com ↗
Hip bracket - LH材料 PETG;填充 0.15;支撑 On build plate - Tree (auto, hybrid);墙 3.0;层高 0.3mm;喷嘴 0.6mm2drive.google.com ↗
3D printed - Stand
[Optional] Stand材料 PETG;填充 0.15;支撑 N;墙 3.0;层高 0.3mm;喷嘴 0.6mm1
Cables
12" JST ZH pre-crimped cable24digikey.com ↗
8" JST ZH pre-crimped cable24digikey.com ↗
6" JST ZH pre-crimped cable34digikey.com ↗
6pin JST ZH housing24digikey.com ↗
10pin JST ZH cable1a.co ↗
10mm cable wrap braided sleeving12
合计$2,158.91

3D 打印与制造

  • 结构件 PETG(官方推荐 Bambu PETG HF),绑带 TPU。
  • 层高 0.3 mm、喷嘴 0.6 mm;多数零件 15% 填充、3 圈墙;耳朵 10%,TPU 绑带 100%。
  • 上机身、主板支架、大腿需要树状支撑;装配前用 250 °C 烙铁压入 M2.5 热熔螺母。
  • 共 17 个 STL(v3.5),链接在官方 BOM 里。

图纸、程序与论文

大文件(CAD、STL、STEP、代码仓库)请直接从原项目获取:

开源协议

代码(pupperv3-monorepo)GPL v3;文档仓库 AGPL v3;硬件(CAD / STL / PCB)官方没有单独声明许可。

图片来源与授权

  1. 图 1:Stanford Pupper / Hands-On Robotics(Nathan Kau 等) · 文档 AGPL-3.0,照片未单独声明 — 来源 ↗
  2. 图 2:Stanford Pupper / Hands-On Robotics(Nathan Kau 等) · 文档 AGPL-3.0,照片未单独声明 — 来源 ↗
  3. 图 3:Stanford Pupper / Hands-On Robotics(Nathan Kau 等) · 文档 AGPL-3.0,照片未单独声明 — 来源 ↗
  4. 图 4:Stanford Pupper / Hands-On Robotics(Nathan Kau 等) · 文档 AGPL-3.0,照片未单独声明 — 来源 ↗
  5. 图 5:Stanford Pupper / Hands-On Robotics(Nathan Kau 等) · 文档 AGPL-3.0,照片未单独声明
  6. 图 6:Stanford Pupper / Hands-On Robotics(Nathan Kau 等) · 文档 AGPL-3.0,照片未单独声明

来源:图片与资料来源:Stanford Pupper V3 官方文档与 BOM(Hands-On Robotics / Stanford Student Robotics)。代码 GPL v3,文档 AGPL v3。本站与斯坦福大学及原项目无隶属关系。

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