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Design und CAD-Pipeline ​

Maßgebliche Quelle ​

Die Upstream-Yertle-STEP-Baugruppe (upstream/yertle/design/CAD/Yertle_Single_v2.step) und die veröffentlichten Druck-STLs (upstream/yertle/design/STL/) definieren die Mechanik. Nichts wird von Hand nachmodelliert: Die Pipeline liest die STEP-Datei, registriert jede STL auf ihren STEP-Körper, misst die Kinematik und baut die Strido-Teile als CadQuery-Boolesche Operationen auf der Upstream-Geometrie auf.

Diagramm wird gezeichnet…

Koordinatensysteme: Das STEP-System hat +x = Roboter links, +y = Roboter hinten, +z = oben (mm). assembly.step_to_base() bildet es auf das REP-103-System base_link ab (x vorwärts, y links, z oben; Ursprung zwischen den Hüftachsen).

Änderungen gegenüber dem Upstream-Yertle ​

ModulTeilÄnderung und Begründung
Frontdisplayfront_shell_displayUpstream-Frontschale + Fenster 43 × 33 mm und zwei M3-Dome für das Waveshare-2"-LCD; Schlitz für das Kamera-Flachbandkabel
display_bracketKlemmt das LCD auf seinen M2-Sechskant-Abstandsbolzen an die Dome der Schale
Frontkameracamera_mount_base, camera_tilt_plateNeigbare Halterung auf der flachen Oberseite der Frontschale; nutzt die beiden Upstream-Schalenschrauben mit (M3 × 12 statt × 8); Drehachse M3 × 40 mit Sicherungsmutter ergibt eine Reibungsneigung. Von der Oberschale hierher verlegt, weil in der ersten Position die Nase des Roboters 42 % des Bildes einnahm (Raycast-Prüfung); jetzt 0 %
Obere Sensorentop_shell_sensor, lidar_pedestal14-mm-Sockel mit Tasche für den C1-USB-Adapter hebt die Scanebene über jede Beinpose und die Kamera; Kabelschlitz zum Innenraum
Rückwandback_shell_button, arming_port_bezel, arming_port_ringBohrung Ø 12,2 mm für den Einschalttaster; XT60-Arming-Port in der vorhandenen Bohrung Ø 20 mm
Elektronikelectronics_deckUpstream-Platte + IMU-Tasche und Bohrungen für Abstandsbolzen für Spannungsregler und INA260; mit der Oberseite nach unten ohne Stützstrukturen druckbar
Hohlräumelower_shoulder_frame_front/_rear, servo_bus_holder_front/_rearWAGO-Servostrombus pro Hohlraum, eine zusätzliche Vorbohrung im Upstream-Rahmen
Zukaufteile—Pi 5 (war Pi 4), XIAO ESP32-S3 (war ESP32 DevKit), 2 × UBEC-10A (war ein SBEC), LiDAR, Kamera, LCD, INA260, LSM6DSOX, Pololu-Schalter und -Spannungsregler

Der Upstream-Körper „servo holder3“ in der STEP-Datei ist ein veraltetes Duplikat, das den echten Halter um 2860 mm³ überlappt; er wird ignoriert. Der Fuß-Distanzring und der Hüftlagerbolzen existieren nur in der STEP-Datei und werden als druckbare STLs exportiert.

Kinematik ​

Jedes Bein: Hüftabduktion (Servo im Körper), Oberschenkel (Servo im Beinmodul, Direktantrieb) und Knie. Der Knieservo treibt eine Kurbel an; ein Parallelogramm und ein Viergelenk übertragen sie auf die Tibia, sodass der Unterschenkelwinkel eine nichtlineare Funktion des Kurbelwinkels und des Oberschenkelwinkels ist. packages/strido-core/src/strido/leg.py und das servo_map der Firmware lösen dieses Koppelgetriebe exakt aus den im CAD gemessenen Koppellängen (hardware/kinematics.yaml). Die Upstream-STEP-Datei hat eine Koppellängen-Abweichung von 1,02 mm (gezeichnetes Knie −98,8°, geschlossenes Koppelgetriebe −101,2°); verwendet werden die gemessenen Längen.

Die Gelenkgrenzen stammen aus einer Kollisionsanalyse der gesamten Baugruppe (alle Teile und die Strido-Befestigungselemente; Upstream-Gelenkbefestigungen, deren Kopfseite und Mutterausrichtung angenähert sind, gehen nur in die statische Durchdringungsprüfung ein): Oberschenkel × Unterschenkel in einem 5°-Raster bei null Abduktion mit einem minimalen Übertragungswinkel von 25°, dann der Hüftbereich in der Stand- und Mittelpose mit dem gespiegelten Partnerbein und 0,3 mm Abstand (hardware/joint_limits.yaml, MECH-005). Die Codegenerierung hält zusätzlich jedes Gelenk innerhalb von ±85° Servoweg um seine Montage-Neutralstellung:

GelenkGrenze
Hüfte (Abduktion)FL −17,5…50°, FR −50…17,5°, RL −17,5…45°, RR −45…17,5°
Oberschenkel−40…125° (vorne; Analyse −45°, durch den Servoweg um die 45°-Neutralstellung begrenzt), −15…125° (hinten)
Unterschenkel−150…−45°
Kniekurbel−2,5…75°

Montagereferenz (alle Servos bei 1500 µs): Beine in der Abduktion senkrecht, Femur 45° nach hinten, Kniekurbel 35°.

Masseeigenschaften ​

Die Massen ergeben sich aus den Teilevolumina (Druckteile: PETG/PLA-Dichte mit der effektiven Füllung der Druckeinstellungen) und aus Datenblattmassen für Zukaufteile (hardware/mass_properties.yaml); Trägheiten aus den Netzen, die verlegten Kabel nach Länge. Gesamt 3,07 kg; Werte pro Glied in ros2/strido_description/config/mass_report.yaml.

MIT-Lizenz. Mechanik abgeleitet von Yertle (Jerome Graves). CAD, Simulation und native Tests sind kein Hardware-Nachweis – siehe Verifikation.