全3D打印人形机器人平台 | 仅需拓竹A1即可完成 | 极致的性价比
由 追远机器人（Zyuon Robotics） 设计并开源
拓竹MakerWorld项目：DumBot13-Makerworld
DumBot13 是由追远机器人（Zyuon Robotics）从零设计并全面开源的人形机器人平台。
与市面上绝大多数依赖昂贵机加工的方案不同，DumBot13 实现了超 99% 的结构件全 3D 打印化。从承重骨架到仿生外壳，从髋关节到复杂脚踝，全机超 80 个独立结构零件均可通过最普及的 消费级 FDM 3D 打印机 轻松制造。我们在将硬件制造门槛降到极致的同时，通过巧妙的结构设计，依然保障了机器人复杂运动控制所需的结构刚性。
我们的核心理念是："用更低的成本，做更完整的事"。当前开源人形机器人社区往往面临两个极端：
- 成本高昂： 动辄数万元的造价，将大多数开发者、学生和研究者拒之门外。
- 完成度低： 仅有基础的行走 Demo，缺乏可供调用的底层控制与上层软件生态。
DumBot13 致力于打破这一僵局。
我们的终极目标是：让任何拥有一台 3D 打印机的开发者，都能以颠覆性的低成本，亲手复刻出一台软硬件高度完整的人形机器人。配合我们同步开源的完整软件架构，您可以跳过繁琐的造轮子阶段，直接进入二次开发，尽情探索步态算法验证、软硬件解耦设计以及具身智能的无限可能。
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|---|---|---|
| 抱拳 | 户外行走 | 挥手 |
以下是组装一台完整 DumBot13 所需的核心步骤概述，各步骤链接到下方对应章节获取详细信息。
TODO：添加BOM表
前往 MakerWorld 下载全部打印文件：DumBot13-Makerworld
- 所有零件均适配 256mm³ 打印幅面，单台拓竹A1即可完成全部打印
- 推荐使用 PETG 材料，详见 极致的3D打印适配
按照以下顺序组装（详见 机械设计详解）：
- 躯干模块 — 打印骨架+外壳，安装主控和电池仓
- 髋部/腰部模块 — 安装腰部电机和髋部连接件
- 腿部模块 — 安装大腿、小腿、踝关节电机及连杆传动
- 手臂模块 — 安装肩部、上臂、小臂和拳头
- 头部模块 — 安装外壳和传感器（可选）
预算有限或仅需验证腿部算法？可采用 仅组装下半身 方案，详见 灵活的组装方案。
在鲁班猫4上克隆humanoid-control 代码库，配置Docker镜像并执行指令。
详见 开源软件生态。
本项目致力于填补DIY社区中人形机器人的空白，因此从设计的第一天起，我们就将"可打印性"作为最高优先级：
- 优化结构设计：所有零件均针对3D打印的成型工艺进行优化，提升打印成功率并降低装配难度
- 仅需A1即可完成：所有零件均适配256mm³以内的打印幅面，理论上使用单台拓竹A1即可完成全部打印（开发过程中我们同时使用了P2S和X2D以提高效率，但并非必需）
- 100% Bambu Lab生态：全部零件的切片和测试均在拓竹P2S、X2D和A1上完成，提供的3MF文件已针对拓竹打印机优化
打印机兼容性测试：
| 打印机型号 | 兼容性 | 备注 |
|---|---|---|
| 拓竹 A1 | ✅ 完全兼容 | 所有零件均可单机完成，打印幅面完全满足需求 |
| 拓竹 P2S | ✅ 完全兼容 | 开发主力机之一 |
| 拓竹 X2D | ✅ 完全兼容 | 开发主力机之一 |
| 其他拓竹机型 | ✅ 理论兼容 | 本项目未在非Bambu Lab机型上测试 |
本项目针对256×256×256mm的打印幅面进行优化，可以使用一台A1完成整个机器人的打印（但需要足够的耐心）。
本项目不是一个“仅能维持站立平衡”的 Demo 级尝试，而是一套打通了从硬件设计到算法部署全链路的完备生态。我们的开源内容完整覆盖：
| 维度 | 内容 |
|---|---|
| 机械本体设计 | 完整的人形结构，含头部、躯干、双臂、双腿，共计20+个自由度（具体数量见下方规格） |
| 3D打印文件 | 预配置3MF文件 + STEP工程源文件，开箱即用 |
| 嵌入式固件 | 电源、控制与通信板的PCB与代码 |
| 强化学习训练代码 | humanoid-env 训练框架 |
| 实物部署代码 | humanoid-control 部署框架 |
得益于如此全栈且模块化的完成度，无论你是算法研究员、硬核创客还是嵌入式开发者，都能在本项目中快速找到切入点，专注于你的个性化定制与二次开发。
相比市面上现有的开源人形机器人项目，本项目的硬件成本实现了数量级上的显著降低。其核心成本主要聚焦于主控与伺服电机两大关键组件（详见 成本概览），而以往高昂的机械结构成本，则通过3D打印技术得以完美化解。在此基础上，我们通过持续的软硬件协同优化与算法迭代，在极低成本的边界限制下，成功实现了高度灵活且拟人化的机器人运动控制。
如果你的预算有限，或者现阶段只想专注于验证腿部运动算法，完全可以采用**仅组装下半身（双腿+髋部）**的轻量化方案，从而大幅节省手臂电机的硬件成本。这种模块化的构型灵活性，是传统固定形态机器人所无法比拟的。此外，得益于全结构件开源与3D打印技术，你可以极其轻松地扩展个性化设备（如各类传感器），为多元化的项目开发提供无限可能。
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 自由度总数 | 21/23DOF |
| 腿部自由度 | 每条腿6个DOF |
| 手臂自由度 | 每条手臂4-5个DOF |
| 腰部自由度 | 1个DOF |
| 头部自由度 | 暂无（未来1DOF） |
| 高度 | 约120cm |
| 重量 | 约17kg |
| 驱动方式 | 达妙（DM）无刷伺服电机 (4310 / 4340) |
| 主控制器 | 鲁班猫4（LubanCat 4） |
| 结构材料 | PETG |
| 非打印件 | 摆杆（CNC铝合金）、连杆（成品件）、紧固件、轴承 |
| 兼容打印机 | 拓竹 A1 / P2S / X2D（推荐，其余拓竹机型均可） |
机器人以躯干为核心，采用经典的串联关节式人形架构。躯干作为中枢连接以下模块：
- 向上：连接头部
- 向两侧：连接左臂和右臂
- 向下：连接髋部，髋部再分别连接左腿和右腿
每条腿包含 3个关节，由 6个电机 驱动（共6DOF）：
| 关节 | 电机数量 | 运动形式与电机型号 |
|---|---|---|
| 髋关节 (Hip) | 3 | Pitch (DM4340) + Roll (DM4340) + Yaw (DM4310) |
| 膝关节 (Knee) | 1 | Pitch (DM4340) |
| 踝关节 (Ankle) | 2 | Pitch (DM4340) + Roll (DM4340) |
运动链：髋关节 → 大腿 → 膝关节 → 小腿 → 踝关节 → 脚板
每条手臂包含 3个关节，由 4~5个电机 驱动（4~5DOF）：
| 关节 | 电机数量 | 运动形式与电机型号 |
|---|---|---|
| 肩关节 (Shoulder) | 3 | Pitch (DM4310) + Roll (DM4310) + Yaw (DM4310) |
| 肘关节 (Elbow) | 1 | Pitch (DM4310) |
| 腕关节 (Wrist) | 1（可选） | Roll (DM4310) |
运动链：肩关节 → 上臂 → 肘关节 → 腕关节（可选） → 拳头
以下按模块逐一介绍。
躯干是机器人的核心结构，承载着主控制器、电池和上半身的所有负载。我们的躯干采用骨架+外壳的分层设计：
- 躯干骨架（前/后）：承力结构，采用100%填充或4层40%填充打印，将所有关节的反作用力均匀分布
- 躯干外壳（1-4号）：装饰性/防护性外壳，可根据个人喜好使用不同颜色的耗材打印
- 角码：共5种角码零件，用于连接和加固躯干各面的接合处
- 电池仓组件：集成于躯干内部，设有专用电池固定架，方便快速更换电池
髋部模块是机器人全身受力最大的区域——它承担着整个上半身的重量，同时为双腿提供Pitch方向旋转自由度。
- 腰部结构：提供躯干的偏航（Yaw）旋转，内置深沟球轴承支撑（我们通过结构设计优化省去了对交叉滚子轴承的依赖），由4340电机驱动
- 髋部大腿连接件：固定驱动腿部Pitch方向旋转的电机，将髋部与下肢连接
- 髋关节前/后壳：包裹髋部关节组件，前壳和后壳对夹紧固
每条腿包含6个自由度，从髋部到脚踝构成完整的串联运动链。我们通过简化结构设计，大幅减少了零件数量和装配复杂度：
- 大腿：单一结构件，一次打印成型。整合了膝关节电机安装位和髋关节连接结构，减少了多零件拼接带来的误差积累
- 小腿：单一结构件，一次打印成型，是腿部结构最复杂的部件。小腿内部的踝关节Pitch方向电机通过连杆传动：
- 连杆两端连接鱼眼轴承，上端通过摆杆连接踝关节Pitch方向电机，下端连接踝关节Roll方向电机
- 这种连杆+鱼眼轴承的传动方式有效降低了装配精度要求，同时保障了关节运动的平顺性
- 脚板组件：包含脚底板、脚后跟及提耳等零件，通过踝关节Roll方向电机与小腿连接
腿部分为左腿和右腿两组，结构完全对称。每条腿仅需大腿、小腿两个主体结构件即可完成装配，极大降低了打印和组装门槛。
每条手臂包含4~5个自由度。与腿部一样，手臂同样采用简化的结构设计：
- 肩部组件：连接躯干与手臂，包含肩关节的Pitch和Roll方向电机
- 上臂：单一结构件，一次打印成型，连接肩部与肘关节，内置肘关节Pitch方向电机安装位
- 小臂：单一结构件，预留腕关节Roll方向电机安装位（可选装）
- 拳头：末端执行器，3D打印成型。可以自由更换成其他形态
手臂同样为左右对称结构。
头部采用两片式外壳设计，内部可安装小型传感器或摄像头模块。当前版本头部无伺服驱动自由度。如有需要，可简单改造加装一个Yaw自由度。
虽然本项目绝大部分零件可以3D打印，但仍有少量零件需要额外获取：
| 零件 | 加工方式 | 说明 |
|---|---|---|
| 摆杆 | CNC加工（铝合金） | 连接踝关节Pitch电机输出轴与鱼眼轴承，需要较高强度和精度，可在嘉立创等平台以较低价格制作 |
| 连杆 | 成品件（标准件） | 部分关节的辅助连杆，市售标准件即可 |
| 紧固件 | 标准件 | M3/M4螺栓、螺母、垫片等 |
| 轴承 | 标准件 | 深沟球轴承等标准规格轴承 |
鲁班猫4是一款基于瑞芯微RK3588的国产高性能单板计算机，为机器人提供强大的算力支持：
- CPU：四核Cortex-A76 + 四核Cortex-A55
- NPU：6 TOPS算力，支持端侧AI推理
- 接口：丰富的GPIO、UART、CAN、SPI，完美满足机器人控制需求
- 操作系统：支持Ubuntu/Debian，可直接运行ROS 2
我们使用外接RTL8822CE实现主控的无线网络通信，此外需要购入mini pcie半高转全高支架。
本项目使用达妙系列的无刷伺服电机，共两种型号：
| 型号 | 用途 | 数量（全身） | 数量（仅腿部） |
|---|---|---|---|
| DM4340 | 髋关节、膝关节等大扭矩关节 | 10个 | 10个 |
| DM4310 | 肩关节、肘关节、踝关节等 | 11个 | 2个 |
达妙电机支持CAN总线通信，具有高精度位置反馈、力矩控制和高速响应能力，是机器人关节驱动的理想选择。
本项目的硬件成本极具竞争力，完整机器人的总成本可以控制在18000元之内。以下为大致成本构成（单位：人民币）：
| 项目 | 型号/规格 | 大致成本 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 主控制器 | 鲁班猫4 | 1200 元 | 最大单项支出 |
| can通信板 | DM-MC02机器人开发版 | 200 元 | 可使用其他通信方案，支持超过3路FDCAN即可 |
| 电机 ×21 | DM4340 ×10 + DM4310 x11 | 14600 元 | 核心成本，可选腿部方案减少数量 |
| 电源板 | 嘉立创打样 | 200元 | 需手动焊接，未来考虑委托售卖 |
| 3D打印耗材 | PETG ~8-10kg | 约300元 | 极低的制造成本 |
| CNC加工 | 摆杆（铝合金） | 约100元 | 仅此件需要外加加工 |
| 紧固件与轴承 | 标准件 | 约200元 | 标准件成本极低 |
| 电池 | 48v | 600 元 | 可联系淘宝商家制作 |
| 其他 | 连杆、导线、连接器等 | 约100元 |
组装腿部方案成本：如果仅组装下半身（双腿+髋部），可减少手臂所需的8个DM4310电机，成本显著降低。
与同类开源人形机器人项目对比，本项目的总成本约为其1/3到1/5，是当前最具性价比的开源人形机器人方案。
本项目的开源不仅停留在机械设计层面，我们提供了完整的软件栈：
| 模块 | 描述 | 链接 |
|---|---|---|
| 控制框架 | 基于ROS 2的机器人控制框架，包含关节控制、运动指令等 | https://github.com/ZyuonRobotics/humanoid-control |
| 训练框架 | 纯RL行走、BeyondMimic等训练环境 | https://github.com/ZyuonRobotics/humanoid-env |
| 重定向框架 | 从SMPL、BVH等动捕格式重定向到任意机器人构型 | https://github.com/ZyuonRobotics/humanoid-retargeting |
| 机器人描述格式 | 自定义HRDF格式，针对人形机器人重新设计 | https://github.com/ZyuonRobotics/humanoid-robot-description |
Q: 必须用拓竹的打印机吗？ A: 我们的测试和优化均在拓竹机器上完成，理论上其他FDM打印机也可以，但可能需要自行调整参数。我们强烈推荐使用拓竹机器以确保最佳效果。
Q: 单台A1真的够用吗？ A: 是的。所有零件均控制在256mm³以内，单台A1足以完成全部打印。我们关于幅面的承诺经过了充分验证。
Q: 摆杆不CNC可以吗？ A: 不建议。摆杆是传递电机扭矩的关键受力件，3D打印件的层间结合力在连续高扭矩下难以满足要求。CNC铝合金摆杆的成本很低（嘉立创、铨洲等平台几十元即可加工）。
Q: 可以用PLA打印吗？ A: 可以用于原型验证。但长期使用时PLA的蠕变特性会导致关节松动，建议最终使用PETG或ABS。
Q: 如何获取技术支持？ A: 目前可以在本项目的issue区进行提问，我们后续会建立官方的微信讨论群。
本项目由 追远机器人（Zyuon Robotics） 设计开发。
欢迎通过以下方式参与贡献：
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- 提交Pull Request改进设计
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本项目机械设计文件采用CC BY-NC-SA 4.0进行开源。
软件代码仓库分别遵循各自的许可证，详见各GitHub仓库。