基于3D打印与STM32的四足教学用机械狗的制作方法

基于3d打印与stm32的四足教学用机械狗
技术领域
1.本实用新型涉及四足教学机械狗技术领域，具体为基于3d打印与stm32 的四足教学用机械狗。


背景技术：

2.波士顿动力机器狗因其运动灵活、功能多样已在电力巡检等工作场景取代人力投入实用，但因其高达53万元人民币的售价以及高度的定制化零件使得其不利于使用在教学方面，以及diy爱好者在此基础上的开发，因此斯坦福大学在此基础上进行了大量简化开发了pupper 12自由度四足机器狗，这使得制造成本极大的降低4000
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6000元人民币即可制造组装出一只机械狗用于开发学习相关技术，但是pupper 12自由度四足机器狗采用部分定制件与部分3d打印件相结合的机械结构方式，开放程度不够高使得学习者无法轻易的在此平台的基础上开发以及增加更多的功能及结构形式，并且pupper采用树莓派微型电脑作为机械狗的主控制器，对学习开发者提出了较高的软件编程能力要求并且由于树莓派本身提供的io口较少，如需增加功能则需要采用相应的i0扩展模块，这不仅会增加机械狗的制造成本也会增加机械狗本体的重量以及占用相应的安装空间，影响其它功能的拓展，并且树莓派的很多功能对于初学者来说完全用不到这就导致了功能的浪费，所以国内许多diy学习者采用51单片机或者arduino做为主控制器，但是这类控制器又存在运算速度慢扩展功能少等缺点，无法很好的开发更多功能，虽然pupper极大的降低了制作成本，但是4000
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6000元人民币的价格对于很多个人学习开发者来说也不是一笔小数目，并且其中的部分配件在国内市场不易购买不利于学习与开发。


技术实现要素：

3.(一)解决的技术问题
4.针对现有技术的不足，本实用新型提供了基于3d打印与stm32的四足教学用机械狗，解决了上述背景技术中提出的问题。
5.(二)技术方案
6.为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：基于3d打印与stm32的四足教学用机械狗，包括身体、肩部和大腿，所述身体的上表面螺钉连接有身体盖，所述身体的两侧均通过螺钉连接有肋骨，所述肋骨的上表面通过螺钉连接有头胸上部链接件，所述肋骨的下表面通过螺钉连接有头胸下部连接件，所述头胸上部链接件与头胸下部连接件通过螺钉连接有头或者尾，所述肩部通过mg90s舵机与肋骨活动连接,所述大腿通过mg90s舵机与肩部活动连接，所述大腿通过螺钉转动连接有小腿。
7.可选的，所述大腿的数量为两个，所述大腿镜像的数量为两个。
8.可选的，所述头的数量为一个，所述头胸上部链接件的数量为两个。
9.可选的，所述头胸下部连接件的数量为两个，所述小腿的数量为四个。
10.可选的，所述尾的数量为一个，所述肋骨的数量为两个。
11.可选的，所述肩部数量为两个，所述肩部镜像的数量为两个。
12.(三)有益效果
13.本实用新型提供了基于3d打印与stm32的四足教学用机械狗，具备以下有益效果：
14.该基于3d打印与stm32的四足教学用机械狗，开放且简易的模块化机械结构设计降低学习入门难度，教学者与学习者可以在可编辑图纸的基础上进行拓展修改；完全的3d打印结构设计，便于零件的制作；自主设计的控制电路在功能与成本方面做到最佳平衡，价格低廉且易购的零部件匹配选择让其更容易应用于教学，提供的基础控制代码便于教学者与学习者开发更高级的应用功能。
附图说明
15.图1为本实用新型结构示意图；
16.图2为本实用新型身体仰视结构示意图；
17.图3为本实用新型身体剖面结构示意图；
18.图4为本实用新型身体侧视结构示意图；
19.图5为本实用新型身体底部结构示意图；
20.图6为本实用新型身体俯视结构示意图。
21.图中：1、身体；2、身体盖；3、头；4、头胸上部链接件；5、头胸下部连接件；6、肩部；7、大腿；8、小腿；9、尾；10、肋骨；11、肩部镜像； 12、大腿镜像。
具体实施方式
22.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
23.请参阅图1至图6，本实用新型提供一种技术方案：基于3d打印与stm32 的四足教学用机械狗，包括身体1、肩部6和大腿7，身体1的上表面螺钉连接有身体盖2，身体1、身体盖2的两侧均通过螺钉固定连接有肋骨10，肋骨10的上表面通过螺钉连接有头胸上部链接件4，肋骨10的下表面通过螺钉连接有头胸下部连接件5，开放且简易的模块化机械结构设计降低学习入门难度，教学者与学习者可以在可编辑图纸的基础上进行拓展修改，完全的3d打印结构设计，便于零件的制作；自主设计的控制电路在功能与成本方面做到最佳平衡，价格低廉且易购的零部件匹配选择让其更容易应用于教学；提供的基础控制代码便于教学者与学习者开发更高级的应用功能；
24.头胸上部链接件4与头胸下部连接件5通过螺钉连接有头3与尾9，肩部 6与肩部镜像11通过mg90s舵机与肋骨10活动连接，大腿7与大腿镜像12 通过mg90s舵机与肩部6和肩部镜像11活动连接，大腿7与大腿镜像12通过螺钉转动连接有小腿，大腿7的数量为两个，大腿镜像12的数量为两个，头3的数量为一个，头胸上部链接件4的数量为两个，头胸下部连接件5的数量为两个，小腿8的数量为四个，尾9的数量为一个，肋骨10的数量为两个，肩部6的数量为两个，肩部镜像11的数量为两个。
25.作为本实用新型的一种优选技术方案：本设计采用完全3d打印件组装成型的方式，在设计时考虑3d打印制造零件的特点以及装配的便利性，合理优化设计机械结构，整个
机械狗的装配只需要采用同一规格的螺钉。机械狗的驱动部分共采用国内市场常见且价格低廉的mg90s金属舵机12个。机械狗的控制部分自行设计采用stm32嵌入式芯片做为主控制器，集成mpu6050陀螺仪与蓝牙，预留丰富的io接口用于功能的拓展及开发。并对应编写基础的运动控制代码以及手机app控制程序用来实现基本的行走功能。整体制作成本不超过500元。
26.综上所述，该基于3d打印与stm32的四足教学用机械狗，使用步骤如下：
27.1、开放且简易的模块化机械结构设计降低学习入门难度，教学者与学习者可以在可编辑图纸的基础上进行拓展修改；
28.2、完全的3d打印结构设计，便于零件的制作；自主设计的控制电路在功能与成本方面做到最佳平衡；价格低廉且易购的零部件匹配选择让其更容易应用于教学；
29.3、提供的基础控制代码便于教学者与学习者开发更高级的应用功能。
30.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.基于3d打印与stm32的四足教学用机械狗，包括身体(1)、肩部(6)和大腿(7)，其特征在于：所述身体(1)的上表面螺钉连接有身体盖(2)，所述身体(1)、身体盖(2)的两侧均通过螺钉固定连接有肋骨(10)，所述肋骨(10)的上表面通过螺钉连接有头胸上部链接件(4)，所述肋骨(10)的下表面通过螺钉连接有头胸下部连接件(5)，所述头胸上部链接件(4)与头胸下部连接件(5)通过螺钉连接有头(3)与尾(9)，所述肩部(6)与肩部镜像(11)通过mg90s舵机与肋骨(10)活动连接，所述大腿(7)与大腿镜像(12)通过mg90s舵机与肩部(6)和肩部镜像(11)活动连接，所述大腿(7)与大腿镜像(12)通过螺钉转动连接有小腿。2.根据权利要求1所述的基于3d打印与stm32的四足教学用机械狗，其特征在于：所述大腿(7)的数量为两个，所述大腿镜像(12)的数量为两个。3.根据权利要求1所述的基于3d打印与stm32的四足教学用机械狗，其特征在于：所述头(3)的数量为一个，所述头胸上部链接件(4)的数量为两个。4.根据权利要求1所述的基于3d打印与stm32的四足教学用机械狗，其特征在于：所述头胸下部连接件(5)的数量为两个，所述小腿(8)的数量为四个。5.根据权利要求1所述的基于3d打印与stm32的四足教学用机械狗，其特征在于：所述尾(9)的数量为一个，所述肋骨(10)的数量为两个。6.根据权利要求1所述的基于3d打印与stm32的四足教学用机械狗，其特征在于：所述肩部(6)的数量为两个，所述肩部镜像(11)的数量为两个。

技术总结
本实用新型公开了基于3D打印与STM32的四足教学用机械狗，包括身体，所述身体的上表面螺钉连接有身体盖，所述身体的两侧均通过螺钉连接有肋骨，所述肋骨的上表面螺钉连接有头胸上部链接件，所述肋骨的下表面螺钉连接有头胸下部连接件，所述头胸上部链接件与头胸下部连接件通过螺钉连接有头或者尾，所述肩部通过MG90S舵机与肋骨活动连接,所述大腿通过MG90S舵机与肩部活动连接。该基于3D打印与STM32的四足教学用机械狗，开放且简易的模块化机械结构设计降低学习入门难度，教学者与学习者可以在可编辑图纸的基础上进行拓展修改，完全的3D打印结构设计，便于零件的制作，自主设计的控制电路在功能与成本方面做到最佳平衡。制电路在功能与成本方面做到最佳平衡。制电路在功能与成本方面做到最佳平衡。


技术研发人员：郑凯强 李愿 刘浩志
受保护的技术使用者：南充职业技术学院
技术研发日：2021.01.25
技术公布日：2021/10/8