具身智能双足机器人的设计

具身智能双足机器人的设计xxx介绍这是一个设计项目，旨在制作一个能够执行不同动作的机器人。开发机器人面临的挑战双足赛车双足自由式舞蹈平衡机器人这些操作将由机器人使用遥控器根据用户选择执行。黑匣子模型黑模只显示系统的输入和输出，而不显示系统内部发生的情况。功能模型功能模型表示系统内部发生的完整过程。概念生成概念已通过使用客户需求工程要求黑匣子模型功能模型根据客户要求进行设计，以满足客户的需求。工程需求已用于创建设计，这些设计是根据工程需求中定义的尺寸进行的。概念生成黑箱模型有助于概念的生成，因为输入和输出已经定义，所以概念的生成仅依赖于这些输入和输出。功能模型有助于概念的生成，因为完整的系统已经定义，所以系统组件设定了设计和运行设计时要使用的大部分参数，并按照功能模型进行操作。每个概念都与功能模型进行了比较，并检查了概念的功能是否与功能模型匹配；如果不匹配，则进行相应的修改以达到相同的功能。概念生成概念是利用不同的技术产生的。头脑风暴仿生形态矩阵我们通过观察各种机器人设计进行头脑风暴，产生了许多想法，并最终设计出了我们自己的机器人。仿生技术通过向人类汲取灵感来生成概念。形态矩阵用于获取一些组件，并将它们组合起来进行设计。这些组件源自功能模型。概念生成概念一：双腿宽体机器人机器人有电机髋关节膝关节足部关节这是一个六自由度模型，每个关节算作一个自由度。由于脚长、体型小，因此能够保持平衡。能够向各个方向移动，并像人类一样奔跑能够表演舞蹈动作概念生成概念1如图所示优势良好的平衡全方位移动可以轻松地从躺卧姿势站起来缺点摔倒后难以站立概念生成概念二：细腿精炼机器人这个机器人有髋关节（长结构）膝关节这个机器人可以轻松地向前和向后移动。4个自由度，每个关节视为1个自由度髋关节结构复杂，能够控制整条腿的运动。弯曲腿部姿势有助于跑步。概念生成概念2已在图中展示，其他一些概念已在附录中展示。优势较长的髋部结构提供了良好的控制力跑步很容易缺点保持平衡很难自由度较小设计评估已使用两种方法对生成的概念进行评估普氏图表决策矩阵普氏图表它根据客户需求评估设计，检查设计中是否存在该需求。如果存在要求，则在该框中填写“+”号；如果不存在要求，则在该框中填写“-”号。将正号和负号的数量相加，得出哪个设计获得的正号最多，该设计即为获胜设计。从十个设计方案中，根据普氏图表选出了前三名设计方案。普氏图表

双足机器人重量人形机器人双腿宽体机器人数据机器人单结构机器人扩展机器人半切机器人蜘蛛腿机器人雕塑机器人细腿精巧机器人移动机器人变形机器人可安装在门上13++D+---++-+双足机器人12++D-++++++S往复式线性机构11-+D+--

++--前进和后退运动10++D+-S--+S+安全使用9++DS-+-++++远程控制8++D-+-+-+++超长电池续航时间7-+D+---+---平滑过渡6-+D-+--++--赛车速度可以控制5++D---+++-+能够在各个方向上保持平衡4-+D+----++-表演舞蹈3++D-+---+-+可靠的2-+D-+---+--耐用的1++D-+---+-+优点

813-562371247减

50-771096185全部的

313--2-1-8-6111-42普氏图表结果Pugh图表已根据每项要求对每个设计进行了评估。经判定，大部分设计未能满足所有要求。最终结果显示，排名前三的设计方案是：双腿宽体机器人细腿精巧机器人人形机器人双足宽体机器人满足所有要求，能够跳舞、保持平衡、奔跑，具有线性机构。设计评估决策矩阵在决策矩阵中，每个设计方案都根据工程要求进行评估。每个设计方案都需根据各项要求进行评估，并检查其满足要求的程度。根据要求分配分数，并考虑该要求的权重。将每种设计的所有数字相加数字最高的方案被认为是最佳方案，因为它最大限度地满足了工程要求。决策矩阵决策矩阵方面电池时间步行距离容量高度脚长自由度宽度全部的重量7654321

双腿宽体机器人6×7=426×6=364×5=206×4=246×3=184×2=85×1=5153细腿精巧机器人4×7=283×6=182×5=104×4=163×3=92×2=42×1=287人形机器人2×7=143×6=183×5=153×4=122×3=62×2=43×1=372决策矩阵结果决策矩阵的结果表明，最佳设计方案是双腿宽体机器人它获得了最高分，因为它最大限度地满足了工程要求。它行走能力强，脚长，高度足够，活动范围大，宽度适中，能更好地保持设备平衡。物料清单物料清单

团队

#部件名称数量描述函数材料方面成本成本估算链接1伺服电机6向每个方向做动作走路、跳舞、保持平衡钢1.2x1英寸82.74美元eBay2钢板4将板材裁剪成机器人侧面的形状。构建机器人结构钢100x100毫米38.32美元eBay3Arduino1控制机器人电机将信号传递给各个部分硅4英寸x4英寸3.49美元eBay4控制器1无线控制机器人连接Arduino以传递信号塑料6x4英寸27.99美元eBay5蓝色蓝精灵蓝牙1将控制器连接到Arduino建立与控制器的连接硅4英寸x4英寸27.99美元火花乐趣6带扣铰链12将电机和板连接起来穿上关节钢2英寸x4英寸26.28美元eBay7高光泽胶带1为了固定板上的物品握住机器人上的所有部件PVC乙烯基4x2英寸139.49美元eBay8螺丝50建立联系用铰链连接关节钢0.5x0.1英寸1.14美元eBay9电池2为Arduino和电机供电利用储能发电锂离子电池4x2英寸97.50美元eBay物料清单物料清单

团队

#部件名称数量描述函数材料方面成本成本估算链接10电池单元4控制器电源给控制器供电锂离子电池3x1英寸11.96美元eBay11跳线4连接各部分完成所有供电连接铜6x0.1英寸4.00美元eBay12电源适配器1给电池充电为机器人电池充电塑料4x2英寸14.59美元eBay全部的475.49美元总计（含税）556.32美元预算物料清单中已完成预算估算。剩余预算将用于总预算1500美元预计预