3D 打印、装配与公差
本章目标：把 CAD 图纸变成一台能动的机器鸭。包含完整 BOM 清单、打印参数、装配顺序与公差控制，以及装配后的称重流程（供第 4 章 MJCF 标定使用）。
5.1 完整 BOM 清单
| 类别 | 部件 | 规格/数量 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 执行器 | 飞特 HD1910 | 14~15 颗 | 双轴磁编码 TTL 总线舵机 |
| 主控 | RK3566 板卡 | 1 块 | 跑 ONNX 推理 + Rust 固件 |
| 传感器 | IMU（MPU6050/ICM20948） | 1 块 | 姿态解算 |
| 供电 | 锂电池 | 1 块 | 2S 或 3S，需配 BMS |
| 电源管理 | BMS 保护板 | 1 块 | 低压保护、过流保护 |
| 结构 | 3D 打印件 | 1 套 | PLA 打印，见 5.2 |
| 紧固件 | M2/M3 螺丝 | 若干 | 舵盘、结构固定 |
| 线材 | 舵机 TTL 总线线 | 若干 | 串接 15 颗舵机 |
| 杂项 | 垫片、轴承 | 若干 | 减少摩擦、定位 |
采购建议：舵机、板卡、IMU 为关键件，优先选正规渠道；紧固件与线材可本地采购。BOM 采购清单提供推荐采购渠道与备选替代件。
5.2 3D 打印参数
| 参数 | 建议值 | 说明 |
|---|---|---|
| 材料 | PLA | 易打印、成本低 |
| 层厚 | 0.2mm | 平衡速度与精度 |
| 填充率 | 20%~40% | 受力件用 40%，轻量件用 20% |
| 支撑 | 按需 | 悬空结构需加支撑 |
| 打印方向 | 轴向受力件竖直 | 提高强度 |
⚠️ 打印填充率直接改变整机动力学！20% 与 40% 填充的等效密度不同，会在第 4 章 MJCF 标定时引入误差。务必记录每批打印的填充率，并在 MJCF 标定时使用对应的等效密度。
5.3 分步装配顺序
- 先单腿测试：先打印并装配一条腿（髋、膝、踝），验证舵机装配、转动范围、舵盘固定；
- 躯干装配：把 IMU、主控板固定在躯干，走线；
- 双腿合拢：两条腿装配到躯干底座，确认左右对称；
- 总线串联：按舵机 ID 顺序串接 TTL 总线，避免 ID 冲突；
- 整机通电测试：先不加载步态，测试每个舵机能否独立转动、回读位置。
强烈建议：不要一次性打印全套零件。先打印单腿验证设计，再打整机，避免设计缺陷导致整批报废。
5.4 公差控制要点
| 部位 | 公差要求 | 处理方式 |
|---|---|---|
| 舵盘与输出轴 | 过盈配合 | 打印时留出装配余量 |
| 轴承座孔 | 配合精度 | 必要时扩孔或加垫片 |
| 舵机安装孔 | 对准 | 检查两套舵机版本孔位差异 |
3D 打印本身有 ±0.1~0.3mm 的收缩误差，复杂装配建议预留装配间隙，或用垫片/轴承补偿。
5.5 装配后整机称重（供仿真标定）
Sim2Real 成败关键之一：仿真模型质量必须与真机一致。装配完成后执行：
- 整机称重：记录整机总质量；
- 拆分称重：把每条大腿、小腿、躯干拆开，用精度 0.01g 的电子秤单独称重；
- 记录到
data/cad_weigh_records/：
part,target_cad_mass_kg,measured_mass_kg,fill_ratio
thigh_right,0.042,0.038,20%
knee_right,0.020,0.019,40%
...
- 与第 4 章 Onshape 自动计算的 CAD 质量对比，若误差 >5%，回到 Onshape 微调零件密度，重新导出 MJCF。
5.6 常见装配问题与排查
| 现象 | 可能原因 | 处理 |
|---|---|---|
| 舵盘打滑 | 舵盘与输出轴过盈不足 | 换更紧舵盘或加胶固定 |
| 线束干涉 | 走线未沿结构走 | 重排线束，用扎带固定 |
| 重心偏移 | 装配不对称 | 检查左右零件是否一致 |
| 关节卡死 | 打印干涉/间隙不足 | 见 3.6 修正 CAD |
5.7 本章小结
完成本章，你应有一台机械装配正确、总线串联完成、可以独立转动每个舵机的机器鸭实体，并且拿到了整机与各连杆的实测质量数据。
下一章进入硬件电路与 TTL 总线系统，解决舵机通信与供电的底层问题。