3D 打印件制造规范

本文档定义 Roboto Origin 机械系统中所有 3D 打印件的制造工艺、材料选型与质量检验标准。与 CNC 加工的主体结构件不同，3D 打印件在该项目中承担三类角色：关节标定工装、PCB 转接结构以及头部外观件。理解每一类零件的功能边界与制造容差策略，是确保后续装配标定可靠性的前提。

Sources: README_cn.md

3D 打印件总体分类

V2.0 版本的 3D 打印件按功能可划分为三大类别。下表汇总了全部零件的名称、数量、材料及存放位置。

类别	零件名称	数量	材料/颜色	存放目录
标定工装	腰部标定件	1	PLA Tough+ / 黑色	`总3d打印标定件/`
	肩部固定件	2	PLA Tough+ / 黑色	`总3d打印标定件/`
	肘部标定件	2	PLA Tough+ / 黑色	`总3d打印标定件/`
	大腿定位块	2	PLA Tough+ / 黑色	`总3d打印标定件/`
	膝盖标定件	2	PLA Tough+ / 黑色	`总3d打印标定件/`
	大腿后侧标定	1	PLA Tough+ / 黑色	`A2_3D_print/` 与 `总3d打印标定件/`
	脚踝标定件	2	PLA Tough+ / 黑色	`总3d打印标定件/`
	脚部标定件	1	PLA Tough+ / 黑色	`A2_3D_print/` 与 `总3d打印标定件/`
PCB 转接	PCB 转接板 orangepi	1	PLA / 黑色	`A2_3D_print/`
	PCB 转接板地瓜	1	PLA / 黑色	`A2_3D_print/`
头部外观	头上	1	—	`A2_3D_print/`
	头下仅板材增高	1	—	`A2_3D_print/`

标定工装件在散件清单中被统一打包为 "ROBOTO Origin 标定件"（8 件套装），而 PCB 转接板则单独列为 "载板固定件 v2.0"。头部外观件为 V2.0 新增，用于支持头部模组的外壳集成。

Sources: [A2_3DBOM .xlsx](V2.0/roboto_origin_mechanic/02_Manufacturing/3D_Printing/A2_3DBOM .xlsx), [萝博头原型机（RoboParty Roboto Origin）散件清单 V1.1.3.xlsx](V2.0/roboto_origin_mechanic/00_Docs/萝博头原型机（RoboParty Roboto Origin）散件清单 V1.1.3.xlsx#L39-L40)

材料与打印工艺规范

所有 3D 打印件统一采用 PLA Tough+ 材料，颜色为黑色。未作特殊说明的参数均使用切片软件默认值。针对特定零件，有两项额外要求需要严格遵守：

稀疏填充密度 50% 的零件：

大腿后侧标定：需按图示打印方向摆放，内部稀疏填充密度设置为 50%，以保证该标定件在承受橡胶锤锤击时具备足够的结构刚性。
脚部标定件：同样需按图示打印方向摆放，稀疏填充密度 50%，因其在安装过程中需要通过三角凸台与脚底板形成过盈配合。

其余零件的打印方向无特殊要求，采用默认参数即可。

Sources: 3D打印说明.pdf, 打印说明.pdf

标定工装件制造与装配原则

标定工装是 3D 打印件中工艺要求最复杂的类别。其设计逻辑是：利用 FDM 打印过程中天然存在的 尺寸正偏差（约 0.1–0.3 mm，取决于打印机和材料批次），将误差转化为过盈量，从而实现关节的零位机械约束。

通用制造与装配原则如下：

自由度限制即合格：每一处标定件只要达到其设计所需的自由度限制功能，即可视为安装合理。不需要所有螺丝孔全部拧紧。
过盈配合优先：由于 3D 打印件的尺寸误差可被利用为固定过盈量，安装时允许直接使用橡胶锤将标定件锤入对应槽位或凸台。若过盈量已能保证零件不松动，可不再使用螺丝固定。
螺丝为辅助手段：每一处需要用螺丝固定的孔位部分可以留出不打螺丝，尤其是标定件上预留的安装孔，仅在过盈量不足时起辅助定位作用。

Sources: 标定说明.pptx

八类标定件功能与装配要点

标定工装覆盖了机器人从腰部到脚部的全部主要关节。下表列出了每种标定件的功能目标与关键装配注意事项。

标定件	功能目标	数量	关键装配要点
腰部标定件	限制腰部 yaw 电机转动	1	三角形凸台对准腰部板材的三角切除部分卡入；两边共 12 颗 M3×8 螺丝不必全拧，达到对正效果即可。
肩部固定件	限制肩关节两个电机转动	2	标定件缺口需避让电机线缆；手部姿态应使电机线从缺口处通过，避免被顶弯。
肘部标定件	限制肘关节两个电机转动	2	将凸台对准小臂切除部分扣入，使其不转动即可；过盈固定后可省略螺丝。
大腿定位块	限制大腿电机转动	2	圆柱凸台卡入孔位后，用 M4×12 杯头螺丝固定；因打印误差，尽量保证标定件与大腿接触面平行。
膝盖标定件	限制膝关节电机转动	2	直接卡入即可实现过盈固定；安装前需先取出定位销和螺丝，装完后再复位。
大腿后侧标定	限制大腿内收肌侧四个电机转动	1	用橡胶锤卡入大腿后侧两个切除部分，两侧锤到圆角处，保证锤入深度一致。打印方向与 50% 填充必须遵守。
脚踝标定件	限制脚踝滚转自由度	2	对正并卡入，保证脚踝不会发生滚转角偏移；与脚后跟标定件协同工作。
脚部标定件	协同限制脚底板滚转与电机转动	1	三角凸台若完全卡入可能导致难以拔出，故保证两侧锤入深度一致即可，无需完全锤入。打印方向与 50% 填充必须遵守。

Sources: 标定说明.pptx, 3D打印件标定说明.pptx

下图为标定件与对应关节的映射关系，展示了从下肢到上肢的标定逻辑链：

graph LR
    subgraph 下肢标定
        A[脚部标定件] -->|协同限制| B[脚踝标定件]
        B --> C[大腿后侧标定]
        C --> D[大腿定位块]
        D --> E[膝盖标定件]
    end
    subgraph 躯干与上肢标定
        F[腰部标定件] --> G[肩部固定件]
        G --> H[肘部标定件]
    end
    style A fill:#f9f,stroke:#333
    style F fill:#f9f,stroke:#333

PCB 转接结构件

V2.0 提供了两种主控板转接方案，分别对应不同的上位机选型：

PCB 转接板 orangepi：适配 Orange Pi 系列开发板。
PCB 转接板地瓜：适配地瓜机器人（RDK）系列主控。

两类转接板均为结构支撑件，不承担高机械载荷，因此使用常规 PLA 默认参数打印即可。安装时通过螺丝固定于躯干内部框架，为主控板提供水平安装基准。

Sources: [A2_3DBOM .xlsx](V2.0/roboto_origin_mechanic/02_Manufacturing/3D_Printing/A2_3DBOM .xlsx#L7-L8)

头部外观件（V2.0 新增）

V2.0 在头部区域新增了两件 3D 打印结构：

头上：头部外壳上盖，用于覆盖顶部视觉或传感模组。
头下仅板材增高：头部底座增高垫，用于调整头部整体高度以适应不同摄像头模组的视场需求。

这两件为 V1.0 所没有的零件，体现了 V2.0 在头部可扩展性上的改进。由于属于外观与支撑类零件，打印参数无特殊要求，但建议与机身结构件保持同色（黑色）以维持视觉一致性。

Sources: A2_3D_print/ 目录

质量检验标准

3D 打印标定件的最终检验不依赖三坐标测量，而是采用功能验证法：

关节自由度检查：插入标定件后，手动转动对应关节，确认其转动自由度已被有效限制。
整体姿态检查：所有标定件安装完成后，胸腔前板与脚底板平面应保持垂直。若无明显肉眼可见偏差，即可认为标定可靠。
插销配合检查：若配合圆柱定位销使用，销子插入至有效约束深度即可，无需强行插入理论极限位置。BOM 中提供 M4×18 与 M4×22 两种长度，使用者可根据实际干涉情况自行选择。

Sources: 安装手册_0428.pdf, 标定说明.pptx

V1.0 与 V2.0 差异对照

对于从 V1.0 升级或需要维护旧版本的用户，下表明确了两代机型在 3D 打印件上的关键差异。

对比维度	V1.0	V2.0
PCB 转接板	单一 "PCB 载板"	拆分为 orangepi / 地瓜两种型号
头部结构	无专用 3D 打印头部件	新增 "头上" 与 "头下仅板材增高"
标定件体系	8 类标定工装（腰部、肩、肘、大腿、膝、大腿后侧、脚踝、脚）	继承 V1.0 体系，部分件优化了凸台与槽位配合
主体承力结构	部分结构件可能采用 3D 打印（早期验证）	全部改为 CNC 加工（6061/7075 铝合金），仅保留标定件与转接件为 3D 打印

Sources: V1.0/3D_Printing/ 目录, V2.0/3D_Printing/ 目录

下一步阅读指引

完成 3D 打印件制造后，请按照以下顺序继续后续工序：

若需了解全部结构件的 CNC 加工要求，请阅读 CNC 加工件工程图纸。
若准备使用打印标定件进行关节零位标定，请阅读标定工装与销钉标定工艺与 3D 打印件标定流程。
若已进入总装阶段，请阅读 V2.0 总装路线图与安装手册导读。
若需核对全部物料是否齐全，请参考物料清点与 BOM 概览。