基于stm32双足竞步机器人的研究与设计

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1、基于STM32双足竞步机器人的研究与设计　　摘要：随着工业的不断发展和科技的不断进步，智能机器人已逐步应用到各个生产领域，并促进机械、农业、家具等向智能化方向发展。为此，设计了双足竞步机器人。该机器人将先进的自动控制系统与机械设备的有效结合，并通过STM32单片机输出pwm波形来控制舵机运动，从而实现机器人的前进、后退、转弯等多个动作。而且本系统的功能还能延伸运用，可以很好地用于其它相关领域，具有一定的扩展应用价值和意义。　　关键词：双足；竞步；自控；舵机　　中图分类号：TP368文献标识码：A　　ResearchanddesignofbipedwalkingrobotbasedonST

2、M32　　LUShilin，LICaixia，ZHANGKuiqing，DUANZhongchen　　（Schoolofmechanicalandelectricalengineering，DezhouUniversity，DezhouShandong253023，China）　　Abstract：withthecontinuousdevelopmentofscienceandtechnology，intelligentrobothasbeengraduallyappliedtoallareasofproduction，andpromotestheintelligentdevelopme

3、ntofmachinery，agriculture，furnitureetc.Tothisend，thepaperproposesthedesignofabipedwalkingrobot.Therobotresearchestheeffectivecombinationoftheadvancedautomaticcontrolsystemandmechanicalequipment，andconcretelyappliesPWMwaveform5outputoftheSTM32MCUtocontrolsteeringgear，soastorealizesteppingforward/b

4、ackward，turningandothermovementsoftherobot.Andthefunctionofthesystemcouldalsobeextendedforuse，whichcanbewellusedinotherrelatedareas，andhasacertainvalueandsignificanceoftheexpandingapplication.　　Keywords：doublefeet；stepbystep；automaticcontrol；steeringgear　　0引言　　双足竞步机器人是足式机器人中自动化程度最高、设计复杂测评指数获居前茅的一

5、款机器人。该机器人具有长久续航的特性，并且能适应各种恶劣的环境，不仅可以在平地上行走，而且还可以在阶梯、坡道上稳定前进。双足机器人的整体设计效果如图1所示。而在机器人执行任务时，长久续航是最显难度的执行项目。为此，研究中改良了传统机械结构，在机器人的顶部加装了太阳能发电装置，不仅环保、节能，而且还可保证其持久工作。与其它双足机器人相比，该机器人表现出动态支撑面的优势特点，当面对阶梯道路时，机器人重心变高，而此时机器人的支撑面积也会扩大，从而提升对道路的变化适应性。此外，由于双足机器人具备着超出其他足式机器人的更佳灵活性，因此可以在各种环境中投入工作，甚至还可以与人类协同工作，因而在未来的

6、工、农业生产以至现代智能家居方面均将获得广阔的应用前景和实现发展空间。　　1总体设计方案5　　双足竞步机器人在系统结构上主要包括：传感器电路、主控电路、稳压电路、放大器电路及动力装置等组成部分。系统设计框架如图2所示。　　2工作原理及性能分析　　2.1供电方式　　1）VCC供电：3.3～5.5V　　舵机的供电电压为5V。传感器加电后，要等待1s以度过不稳定状态，在此期间无需发送任何指令。电源引脚（VCC，GND）之间可增加一个100nF的电容，用以达到去耦滤波目的。　　2）稳压装置　　采用电源供电后，需要给单片机、舵机、传感器分别供电。为此，研发中采用了2940/2941稳压芯片，进行稳

7、压供电。稳压原理如图3所示。　　3）GND共地，电源负极。　　2.2舵机的工作原理　　舵机的工作电压为5.5～6.0V，工作电流为200mA。舵机就是将直流电机、电机控制器和减速器密封在一个便于安装的外壳里的伺服单元。当进入工作进程时，首先由接收机的通道输入信号，内部的基准电路将其转化为基准信号，此时的信号与实际电压形成对照比较，得到偏差，并将该差值反馈给控制器，最终由控制器驱动直流电机转动特定角度，这样就构造组建了舵机的闭环控制，