基于STM32F407的双足机器人
基于STM32F407的双足机器人
双足机器人是一种模拟人类行走的机器人，可以实现步行、跑步、跳跃等动作。本文
将介绍基于STM32F407的双足机器人的设计原理和实现过程。
我们需要设计机器人的硬件部分。双足机器人需要具备平衡能力和步行能力。为了实
现这一目标，我们需要在两条腿上安装舵机和传感器。舵机可以控制腿部的运动，传感器
可以检测机器人的倾斜角度和腿部的位置。
基于STM32F407的双足机器人主控制器需要具备较强的计算能力和控制能力。
STM32F407是一款高性能的ARM Cortex-M4微控制器，具有高速的运算能力和多种外设接口。我们可以将STM32F407作为机器人的主控制器。
接下来，我们需要设计机器人的软件部分。双足机器人的软件主要包括运动控制算法
和姿态控制算法。运动控制算法用于控制舵机的转动角度，从而实现机器人的步行动作。
姿态控制算法用于保持机器人的平衡，根据传感器的测量值进行控制。
在编程上，我们可以使用Keil MDK进行开发。Keil MDK是一款功能强大的集成开发环境，可以进行嵌入式软件的开发和调试。我们可以使用C/C++语言编写机器人的软件，利
用STM32F407的外设库函数进行控制。
我们需要对机器人进行测试和调试。在测试阶段，我们可以通过连接电脑和机器人，
通过串口通信进行调试。我们还可以使用仿真软件进行虚拟测试，以提前检测和解决潜在
的问题。
基于STM32F407的双足机器人可以应用于多个领域，例如教育、娱乐和服务机器人等。通过不断改进和优化，双足机器人的性能和功能将得到进一步提升，为人们带来更多便利
和乐趣。
基于STM32F407的双足机器人是一种具有广泛应用前景的机器人系统。它结合了硬件
设计和软件算法，能够实现人类步行动作，并具备平衡能力。这为机器人技术的发展和应
用带来了更多可能性。
基于STM32F407的双足机器人
基于STM32F407的双足机器人 双足机器人是一种模仿人类步行方式的机器人，它的动作更加灵活自然，能够适应各 种复杂的环境和地形。在现代科技的发展下，双足机器人已经被广泛应用于教育、娱乐和 工业等领域。而基于STM32F407的双足机器人则是一种新型的机器人，它利用STM32F407 单片机搭建控制系统，具有高性能和低功耗的特点，成为了双足机器人中的一个重要组成 部分。 一、STM32F407 STM32F407是意法半导体公司推出的一款高性能ARM Cortex-M4内核的微控制器，具有丰富的外设和强大的性能优势。它集成了丰富的外设，包括ADC、DAC、PWM、USART、I2C、SPI、CAN等，适用于各种复杂的应用场景。STM32F407还具有低功耗和高性能的特点，能 够满足双足机器人对于控制系统的要求。 基于STM32F407的双足机器人控制系统由STM32F407单片机、电机驱动器、传感器模块、姿态估计算法等组成。STM32F407单片机作为控制核心，负责控制双足机器人的动作、平衡和姿态调整等功能。电机驱动器则用于控制双足机器人的步态和速度，传感器模块用 于感知周围环境，姿态估计算法用于实时估计双足机器人的姿态和状态。 1. 高性能：基于STM32F407的双足机器人具有较高的性能优势，能够实现复杂的控制算法和运动规划，从而实现更加灵活和稳定的步行动作。 2. 低功耗：STM32F407单片机具有低功耗的特点，能够为双足机器人提供可靠的电力支持，从而延长机器人的工作时间。 3. 灵活性：基于STM32F407的双足机器人具有较高的灵活性和可扩展性，能够根据不同的应用场景进行自由组合和调整，从而适应不同的任务需求。 1. 教育领域：基于STM32F407的双足机器人可以作为教育工具，用于教学生学习机器人控制和运动规划等知识，激发学生对科学和技术的兴趣。 2. 娱乐领域：基于STM32F407的双足机器人可以作为娱乐机器人，进行各种有趣的动作表演和互动，提供新颖的娱乐体验。 3. 工业领域：基于STM32F407的双足机器人可以作为工业机器人，用于完成各种复杂的任务，如巡检、运输、搬运等，提高工作效率和安全性。 随着科技的不断发展和进步，基于STM32F407的双足机器人将会在未来得到更广泛的 应用和发展。它将会成为人类社会的重要助手，为人类生活和生产带来更多的便利和效益。基于STM32F407的双足机器人还将会不断改进和完善，提高其性能和可靠性，实现更多的 智能化和自主化功能，为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。
机器人双足步态控制方法的研究与实现
机器人双足步态控制方法的研究与实现 第一章绪论 在过去几年中，机器人技术得到了长足的发展，已经越来越多地应用于制造业、医疗、军事、物流等领域。与此同时，双足机器人也在逐渐增加相关应用领域。随着科技的发展，双足机器人已经成为人类研究和开发的核心领域之一。在人机交互方面，双足机器人可以更好地模仿人类步态，同样双足机器人也可以在危险的环境中或已经不适用于人类的环境中工作，如铁路维护、搜救行动和灾难应对等。 在双足机器人应用领域中，步态控制是一个非常重要的研究方向。如何建立双足机器人的步态并对其控制，就是该领域的重要研究内容之一，是该领域研究的重点。本文旨在对双足机器人步态控制方法的研究和实现进行分析和探讨。 第二章双足机器人步态控制的相关研究现状 步态控制是双足机器人研究领域的重点，其研究现状主要包括以下方面： 2.1 基本控制方法 双足机器人的步态控制主要有两种基本方法：一种是基于动力学模型的控制方法，一种是基于模糊理论的控制方法。基于动力学模型的控制方法，可以通过建立系统的动力学模型、控制器模
型和仿真系统模型来实现。基于模糊理论的控制方法，其主要特点是可以提高系统的自适应性和鲁棒性，从而提高系统的运动稳定性。这种方法主要应用于模糊控制算法中，可以较好地解决系统中的死区和不确定性问题。 2.2 步态规划方法 双足机器人的步态规划方法主要有基于参数曲线、基于较多来源等多种方法。基于参数曲线的步态规划方法可以将双足机器人的运动轨迹细分为不同的部分并进行分析，从而得到实现步态控制的参数和条件。基于多方面来源的步态规划方法则可以充分利用不同信息来源，如IMU、视觉甚至声音等，从而达到更为精确的运动控制效果。 2.3 双足机器人的步态仿真和实验研究 在步态仿真和实验研究中，通常使用一些经典的运动过程和PID控制，通过建立双足机器人的运动模型，使用MATLAB、Simulink等工具进行建模和仿真，实现对双足机器人的控制和仿真操作。 第三章双足机器人步态控制方法的研究 双足机器人步态控制方法主要包括对步态规划、动力学模型的建立和基于模糊理论的控制方法等方面进行探讨。 3.1 步态规划与控制
基于stm32f407的毕业设计
基于STM32F407的毕业设计 1. 简介 在现代科技高速发展的时代，微处理器的应用已经遍及各行各业。而STM32F407是STMicroelectronics公司推出的一款高性能、低功耗的单片机，适用于各种嵌入式应用。在本次毕业设计中，我们选用了STM32F407作为主控芯片，设计了一款具有一定实用性和创新性的嵌入式系统，以此作为毕业设计的主题。 2. 选题意义 2.1 嵌入式系统的重要性 嵌入式系统已经成为现代科技领域的重要组成部分，它在工业控制、智能家居、无人机、智能交通等领域发挥着不可替代的作用。设计一款基于STM32F407的嵌入式系统，对于提高学生的综合能力，丰富学生的实践经验，具有重要的意义。 2.2 STM32F407的特点 STM32F407具有丰富的外设和强大的性能，能够满足复杂嵌入式系统的设计需求。它的特点包括：ARM Cortex-M4内核，最高频率 168MHz，1MB Flash存储器，192KB RAM，丰富的外设接口等。选择STM32F407作为毕业设计的主控芯片，可以让我们更好地理解和应用现代微处理器技术。
3. 毕业设计内容 在本次毕业设计中，我们计划设计一个基于STM32F407的智能家居 控制系统。主要功能包括： 3.1 硬件设计 （1）选用STM32F407作为主控芯片，设计合理的外围电路和模块，满足系统的功能需求。 （2）设计各功能模块的驱动电路和接口电路，包括网络通信模块、传感器模块、执行器控制模块等。 （3）设置合理的电源系统，保证系统的稳定供电和低功耗运行。 3.2 软件设计 （1）基于STM32CubeMX和Keil等开发工具，进行嵌入式软件开发，包括底层驱动程序编写和应用程序开发。 （2）实现智能家居控制系统的各项功能，包括远程控制、传感器数据采集和分析、执行器控制等。 （3）优化系统软件架构，提高系统的鲁棒性、可靠性和安全性。 3.3 系统测试 （1）进行硬件功能测试，包括外设模块功能测试、电路连接测试、电源供电测试等。 （2）进行软件功能测试，包括各项功能的单元测试、集成测试和系统测试。
基于STM32的四足仿生机器人控制系统设计与实现
基于STM32的四足仿生机器人控制系统设 计与实现 近年来，随着科技的不断发展，机器人技术也得到了极大的进展。 四足仿生机器人作为一种模拟动物四肢运动方式的机器人，具有较高 的机动性和适应性。本文将介绍基于STM32的四足仿生机器人控制系 统的设计与实现。 1. 引言 随着社会对机器人技术需求的增加，仿生机器人的研究也变得越来 越重要。四足仿生机器人可以模拟真实动物四肢的运动方式，具备较 大的运动自由度和稳定性。其中，控制系统是四足仿生机器人实现各 种功能和动作的核心。 2. 系统设计 基于STM32的四足仿生机器人控制系统主要包括硬件设计和软件 设计两部分。 2.1 硬件设计 在硬件设计方面，需要选择合适的传感器、执行器和控制器。传感 器常用于感知环境信息，可以选择激光传感器、压力传感器和陀螺仪等。执行器常用于驱动机器人的运动，可以选择直流电机或伺服电机。控制器负责处理各种传感器和执行器的数据和信号，最常用的是基于STM32的微控制器。
2.2 软件设计 在软件设计方面，需要编写嵌入式程序来实现机器人的各种功能和动作。可以使用C语言或嵌入式汇编语言来编写程序。程序需要实时处理传感器数据，控制执行器的运动，同时保证系统的稳定性和安全性。 3. 实现步骤 在实现基于STM32的四足仿生机器人控制系统时，可以按照以下步骤进行： 3.1 传感器数据获取 通过传感器获取环境信息，并将数据传输给控制器进行处理。可以使用SPI或I2C等通信协议进行数据传输。 3.2 运动规划 根据传感器数据分析，确定机器人的运动规划。例如，判断机器人所处环境是否有障碍物，确定机器人的步态等。 3.3 控制算法设计 基于运动规划结果，设计合适的控制算法。其中包括反馈控制、PID控制等。控制算法需要保证机器人的稳定性和动作的准确性。 3.4 执行器控制 根据控制算法计算出的控制信号，控制执行器的运动。根据机器人的步态和动作需求，驱动各个关节实现运动。
基于STM32单机的扫地机器人设计
基于STM32单机的扫地机器人设计 扫地机器人是一种可以自动清扫地面的机器人，其使用在家庭和办公场所非常广泛。为了实现扫地机器人的自动化清洁功能，可以使用单片机来设计控制系统，并且STM32单片机是一种常用的选择。 STM32单片机是由意法半导体（STMicroelectronics）公司推出的一种基于ARM Cortex-M内核的系列微控制器。它具有低功耗、高性能和丰富的外设接口等特点，非常适合于扫地机器人控制系统的设计。 在扫地机器人的设计中，需要使用传感器来获取环境信息。可以使用STM32单片机的外部中断和定时器来进行传感器数据的读取。可以使用红外传感器或激光传感器来检测地面上的障碍物，并通过外部中断来触发停止机器人运动的操作。 扫地机器人需要具备自主导航的能力，以实现房间内的自动清洁。可以使用STM32单片机的PWM输出功能来控制机器人的电机，从而实现前进、后退和转向等动作。还可以使用编码器来监控电机转动的速度和位置，以实现精确的导航。 在扫地机器人的设计中，还需要借助STM32单片机的通信接口来实现与外部设备的数据交互。可以使用UART接口来与上位机进行通信，实现机器人状态的监控和控制。还可以使用I2C或SPI接口来连接其他传感器和执行器，以实现更多的功能扩展。 在软件设计方面，可以使用STM32Cube软件套件来开发扫地机器人的控制程序。STM32Cube提供了一系列的驱动程序和中间件，可以大大简化开发者的开发工作。使用STM32CubeMX工具可以快速生成基础的工程框架，并通过HAL库来访问STM32单片机的硬件资源。 基于STM32单片机的扫地机器人设计可以实现自动清洁的功能，并具备较高的精确性和可扩展性。通过合理的硬件设计和软件开发，可以实现一个高效、智能的扫地机器人系统。
基于STM32单机的扫地机器人设计
基于STM32单机的扫地机器人设计 随着科技的发展和人们生活水平的不断提高，智能家居产品在我们的生活中扮演着越 来越重要的角色。扫地机器人作为智能家居产品的代表之一，其应用范围也越来越广泛。 本文将介绍一种基于STM32单机的扫地机器人设计方案，帮助读者了解扫地机器人的工作 原理和设计过程。 一、扫地机器人的工作原理 扫地机器人是一种能够自主清扫地面的智能设备，其工作原理主要包括感知环境、路 径规划和清扫操作。感知环境是扫地机器人能够识别和感知周围环境的能力，通常通过激 光雷达、摄像头和红外传感器等设备来实现。路径规划是指扫地机器人在感知到环境之后，能够根据环境情况制定清扫路径，避开障碍物并完成清扫任务。清扫操作则是扫地机器人 根据路径规划进行清扫操作，通常通过刷盘、吸尘和拖布等方式清理地面。 二、基于STM32单机的扫地机器人设计方案 在扫地机器人的设计中，STM32单机是一种常用的控制芯片，其性能稳定、功耗低、 易于使用，非常适合用于扫地机器人的控制系统。下面将介绍一种基于STM32单机的扫地 机器人设计方案。 1.硬件设计 首先是扫地机器人的硬件设计，包括主控板、传感器模块、驱动器和执行器等。主控 板采用STM32单机控制芯片，通过串行通信与传感器模块和执行器进行数据交换和控制操作。传感器模块包括激光雷达、红外传感器和摄像头等设备，用于感知环境和获取地面情况。驱动器和执行器包括电机驱动器、刷盘马达、吸尘器和拖布等设备，用于实现扫地机 器人的运动和清扫操作。 2.软件设计 其次是扫地机器人的软件设计，包括底层驱动程序、传感器数据处理和路径规划算法等。底层驱动程序是指控制硬件设备的基本驱动程序，包括与电机、传感器和执行器等设 备进行通信和控制操作。传感器数据处理是指对传感器获取的数据进行处理和分析，例如 通过激光雷达获取地面障碍物的位置和距离信息。路径规划算法是扫地机器人的核心控制 算法，通过对传感器数据进行分析和计算，制定清扫路径并实现自主清扫操作。 3.系统集成 最后是扫地机器人系统的集成和测试，包括硬件和软件的调试和优化。在系统集成阶段，需要将硬件和软件进行整合，并对系统进行功能测试和性能验证。通过对系统进行实 际测试，不断优化硬件和软件设计，最终实现一个稳定、高效的扫地机器人系统。
基于STM32的电梯导轨机器人控制系统设计
基于STM32的电梯导轨机器人控制系统设计 电梯导轨机器人是一种具有导轨移动功能的机器人，可以在固定的轨道上进行移动和 执行各种任务。近年来，随着STM32系列微控制器的不断发展和应用，基于STM32的电梯 导轨机器人控制系统设计也越来越受到人们的关注和重视。本文将介绍基于STM32的电梯 导轨机器人控制系统的设计原理、功能特点和应用场景。 一、设计原理 基于STM32的电梯导轨机器人控制系统主要包括硬件部分和软件部分。硬件部分主要 包括STM32微控制器、导轨机器人控制模块、传感器、执行器等；软件部分主要包括嵌入 式软件开发、通信协议、控制算法等。 STM32微控制器作为整个系统的核心控制器，负责控制导轨机器人的运动和执行各种 任务。导轨机器人控制模块用于控制导轨机器人的运动和执行任务，包括电机控制、位置 控制、速度控制等功能。传感器用于获取导轨机器人的运动状态和周围环境信息，可以包 括位置传感器、姿态传感器、距离传感器等。执行器用于执行导轨机器人的任务，可以包 括抓取装置、激光雷达、摄像头等。 软件部分包括嵌入式软件的开发，主要是针对STM32微控制器的嵌入式软件开发，包 括系统初始化、任务调度、控制算法等。通信协议用于与外部设备进行通信，可以包括CAN总线、UART通信、以太网通信等。控制算法是整个系统的核心，包括导航控制算法、 运动控制算法、任务执行算法等。 二、功能特点 基于STM32的电梯导轨机器人控制系统具有以下功能特点： 1. 灵活多变：可以根据不同的任务需求，灵活地改变导轨机器人的轨迹和执行方式，适应各种不同的工作环境。 2. 高效节能：采用STM32微控制器和高性能的导轨机器人控制模块，实现高效的运动控制和任务执行，节省能源成本。 3. 稳定可靠：通过精密的导航控制算法和运动控制算法，保证导轨机器人的稳定运 行和任务执行的可靠性。 4. 智能化：可以通过与传感器和执行器的配合，实现导轨机器人的智能化操作，包 括避障、自主导航、自动执行任务等功能。 三、应用场景
双足机器人平衡原理_理论说明以及概述
双足机器人平衡原理理论说明以及概述 1. 引言 1.1 概述 双足机器人作为一种重要的先进机器人形态，在近年来得到了广泛的关注和研究。它在模仿人类步态、实现稳定行走等方面具有巨大潜力，被视为未来机器人技术发展的重要方向之一。 本文旨在介绍双足机器人平衡原理及其相关理论，深入探讨双足机器人平衡控制算法、传感技术和动力学模型等核心内容。通过对这些关键问题的讨论，可以更好地理解双足机器人的运动特性和平衡能力，并为实际应用场景提供指导。 1.2 文章结构 本文共分为五个主要部分。首先是引言部分，介绍了文章的背景和目的，并概述了后续各章节内容安排。其次是双足机器人平衡原理部分，重点探讨了基本原理、控制算法和传感技术等关键要素。接下来是理论说明部分，详细阐述了双足机器人的动力学模型、平衡控制策略以及环境感知与反馈调整等内容。然后是实际应用场景分析部分，具体探讨了双足机器人在工业生产领域和医疗康复领域的现有应用，并对未来发展趋势和挑战进行了展望。最后是结论与展望部分，总结了本文的主要内容，并对双足机器人的发展前景进行了探讨。
1.3 目的 本文的目标是全面介绍双足机器人平衡原理及其相关理论，从而加深对双足机器人技术的理解和认识。通过对基本原理、控制算法和传感技术等方面的探讨，可以帮助读者更好地了解双足机器人在平衡控制方面的工作原理。同时，通过分析实际应用场景和未来发展趋势，可以指导双足机器人技术在各个领域中的应用和创新。最终，本文旨在促进双足机器人技术的发展，推动其在工程实践中发挥更大的作用。 2. 双足机器人平衡原理 双足机器人的平衡是指在各种环境和运动条件下，保持自身稳定的能力。为了实现双足机器人的平衡，需要借助基本原理、控制算法和传感技术等多个方面的知识。 2.1 基本原理 双足机器人平衡的基本原理是仿生学中的"动态步态"，即通过不断调节步长、步频以及中心点位置等参数，使得机器人在行走过程中能够实现平稳的姿态。这些参数是由控制系统根据环境和任务需求进行实时调整的。 2.2 控制算法 为了保障双足机器人的平衡，需要设计合适的控制算法来实时调整机体姿态。常
stm32f407的设计内容
一、STM32F407芯片的介绍 STM32F407是意法半导体推出的一款高性能的微控制器芯片，采用了ARM Cortex-M4内核，主频最高可以达到168MHz。该芯片集成了丰富的外设和功能模块，包括GPIO、USART、I2C、SPI、定时器、ADC、DAC等，能够满足各种复杂的应用需求。 二、STM32F407的设计特点 1.高性能：STM32F407采用了ARM Cortex-M4内核，具有强大的计算能力和丰富的指令集，可以处理复杂的算法和数据。 2.丰富的外设：STM32F407集成了大量的外设和功能模块，包括多个通用定时器、高速的串口接口、多种通信协议支持等，能够满足各种应用场景的需求。 3.低功耗设计：STM32F407支持多种低功耗模式，能够有效管理芯片功耗，延长电池寿命，适合移动设备和无线传感器网络等应用。 4.丰富的开发资源：意法半导体为STM32F407提供了丰富的开发资源，包括标准外设库、应用示例、技术文档等，方便工程师快速开发和调试应用。
三、STM32F407的应用领域 1.工业控制：STM32F407的高性能和丰富的外设使其成为工业控制系统中的理想选择，可以用于PLC、工业自动化设备、变频器等。 2.消费类电子：STM32F407支持多种通信协议和多媒体处理能力，适合用于智能家居、智能穿戴、音频设备等消费类电子产品。 3.汽车电子：在汽车电子领域，STM32F407可以应用于车载娱乐系统、车载通信设备、车身控制系统等，满足汽车工业对性能和稳定性的要求。 4.医疗设备：STM32F407的低功耗设计和高性能使其适合用于便携式医疗设备、医疗影像处理等应用。 四、STM32F407设计的注意事项 1.外设配置：在设计时需要根据具体应用需求合理配置STM32F407 的外设，充分发挥其性能和功能。 2.电源设计：为了保证芯片正常工作，需要合理设计芯片的供电电路，保证电源稳定和干净。
毕业设计开题报告 基于STM32单片机的魔方机器人设计
青岛理工大学毕业设计（论文）开题报告 题目名称：基于STM32单片机的魔方机器人的设计学院：机电学院 专业：电气工程及其自动化 学生姓名：XXX 学号：XXX 指导教师：XXX 职称：教授 2019年12月17日 毕业设计（论文）开题报告
二、研究内容 1．主要研究内容、目标及拟解决的关键问题 （1）研究内容 ①功能设计：魔方机器人通过STM32单片机控制8个舵机，独立完成魔方的抓取、转体、以及单个面的旋转等功能。通过颜色识别程序扫描魔方状态，实时传输给单片机，了解魔方复原过程，控制舵机进行对应的转动，从而复原魔方； ②机械结构设计：机械部分首先通过CAD软件画出机械抓手、支架等单个部件的雕刻图，使用雕刻机雕刻。材料选择亚克力有机玻璃作为主要材料。另外使用四组滑轨滑块用来控制机械臂的前进与后退，从而控制是否握持； ③硬件设计：硬件电路设计部分包括STM32配置电路部分、电源部分、舵机控制部分等； ④软件设计：软件部分包括STM32控制主程序、不同模块的子程序和各个模块的子程序等； ⑤设计完成后用AltiumDesigner10软件画出系统电路的原理图进行实物制作调试；系统测试：利用测试环境对设计的终端进行测试，统计测试结果改进监测终端。 （2）研究目标 设计出一款可以将任何混乱程度的三阶魔方还原的魔方机器人，相对于以往的魔方机器人，在多个方面做出优化设计，使得机器人在稳定性和复原魔方的快速性方面达到更好的效果，通过颜色识别程序扫描魔方状态，实时传输给单片机，了解魔方复原过程。通过STM32单片机控制8个舵机，独立的完成魔方的抓取、转体、以及单个面的旋转等功能。对于精度要求极高的机械部分，采用亚克力雕刻组装来完成。最终可以成功的复原任意打乱的魔方。 （3）拟解决的关键问题 ①使8个舵机的误差控制在5°以内，以及使机械部分精度达到标准； ②魔方复原方法的程序设计。 2．拟采取的研究方法、技术路线、实施方案及可行性分析 （1）研究方法 查阅相关文献，了解国内外魔方机器人的现状，确定研究方案。 （2）技术路线 查阅相关文献确定研究方向完成硬件电路设计 及元器件的选型 熟悉软件，完成 软件程序设计 进行实物设计 与制作 对设计的终端进行 测试
基于STM32的SCARA机器人控制电路研究与设计的开题报告
基于STM32的SCARA机器人控制电路研究与设计 的开题报告 一、选题背景 随着智能制造时代的到来，工业机器人逐渐成为了工业生产的主流。SCARA机器人，全称Selective Compliance Assembly Robot Arm，翻译 为选择性配合装配机器人臂，是一类在工业生产领域广泛应用的机器人。SCARA机器人可以在水平平面内进行组装、检测、装配、电子生产等操作，其拥有高精度、高重复性、高速度等特点。 本项目着眼于STM32控制SCARA机器人的智能控制策略研究，旨 在研发一种基于STM32的SCARA机器人控制电路，实现对SCARA机器 人关节驱动器的精准控制，提高机器人运动的稳定性、精度和速度，进 一步提升智能制造领域中机器人的应用效果。 二、研究内容和目标 本项目的研究内容主要包括以下几个方面： 1. SCARA机器人的结构分析与设计。 2. SCARA机器人的控制系统设计，其中包括机器人关节控制器的设计。 3. 基于STM32的SCARA机器人控制程序设计。 4. SCARA机器人运动控制算法设计与优化。 本项目的研究目标是： 1. 研发一种基于STM32的SCARA机器人控制电路，实现对机器人 关节驱动器的高精准控制，提高机器人运动的稳定性、精度和速度。 2. 设计一套适用于SCARA机器人的运动控制算法，实现机器人对物体的高精度定位及组装等操作。
3. 提高SCARA机器人的生产效率和灵活性，在智能制造领域取得一定的应用效果。 三、研究方法和步骤 本项目的研究方法和步骤主要包括以下几个方面： 1. 基于SCARA机器人运动学原理，进行机器人结构设计和控制系统设计，确定机器人控制电路的基本要求。 2. 设计SCARA机器人关节控制器的硬件电路，实现对关节驱动器的高精准控制。 3. 基于Keil C编程软件，设计STM32控制程序，实现对机器人关节控制器的控制。 4. 研究运动控制算法，优化算法参数，实现机器人对物体的高精度定位及组装等操作。 5. 搭建实验平台，进行算法实验和性能测试，对实验结果进行分析和总结。 四、论文结构和预期结果 本项目的论文主要由以下部分组成： 第一章：绪论 介绍研究背景、目的和意义，分析国内外研究现状，概述本论文的结构和内容。 第二章：SCARA机器人的结构分析和控制系统设计 介绍SCARA机器人的结构、运动学原理和控制系统设计，分析机器人控制电路的基本要求。 第三章：SCARA机器人关节控制器的设计与实现 介绍SCARA机器人关节控制器的硬件电路设计，阐述关节控制器的工作原理和实现方式。
基于STM32的机器人运动精确控制系统设计
基于STM32的机器人运动精确控制系统设计 针对机器人运动控制不精确，如实际转向与控制转向有偏差，导致调整麻烦，通常需要传感器（如使用光电编码器）进行反馈控制。若轮子直径不一样，会造成控制量上的累积误差。为了解决该问题，设计了一个基于STM32微控制器的机器人运动精确控制系统，对由于直径不同导致的误差进行标定补偿，实现机器人行走，尤其是转向时角度的精确控制。该设计，以PID为基本控制算法，STM32F4单片机为控制核心，使用其通用定时器的输入捕获功能来采集光电编码器的输出，进而产生受PID算法控制的PWM脉冲，对直流电机的转速进行控制，实现机器人精度高的运动性能控制。 标签：STM32；PID控制；运动精确控制；PWM Abstract：In view of the imprecise motion control of the robot，such as the deviation between the actual steering and the control steering，which leads to the adjustment trouble，it usually needs the sensor （such as using photoelectric encoder）to carry on the feedback control. If the wheel diameter is different，it will cause the cumulative error on the control quantity. In order to solve this problem，a precise control system of robot motion based on STM32 microcontroller is designed. The error caused by different diameters is calibrated and compensated to realize the precise control of the robot’s walking angle，especially when it is steering. This design takes PID as the basic control algorithm and STM32F4 single chip microcomputer as the control core，uses the input and capture function of its universal timer to collect the output of the photoelectric encoder，and then produces the PWM pulse controlled by the PID algorithm. The speed of DC motor is controlled to realize the motion performance control of robot with high precision. Keywords：STM32；PID control；precise motion control；PWM 引言 直流電动机应用于实际多个领域内，因为它具有较好的调速性能、启动转矩大、控制性能优等特点[1-2]。单片机的应用使直流调速进入一个更加智能与可靠的新阶段[3]。 现有的直流调速系统在应用于机器人行走控制时，一般存在控制不精确的缺点。本设计基于一款性价比高、功耗低的STM32单片机为控制核心，结合PID 控制技术，将电机转速控制作为研究对象，以扫地机器人为依托平台，微控制器产生的PWM脉冲受PID程序算法控制，以实现对直流电机转速的控制，同时使用光电编码器实时测量旋转的角度，反馈到单片机中，实现角度的闭环控制，进而实现对机器人转向活动的精确控制。 1 系统结构
双足步行机器人设计
双足步行机器人设计 张熙婷;胡心悦;陶蕾;张佳宁 【摘要】随着机器人技术的发展和控制理论的逐步成熟,对双足机器人的稳定性问题、双足机器人步行移动及其各种仿人动作的研究正受到国际学者们越来越多的普遍关注.为了实现机器人的稳定行走,采用了180°数字舵机,且具有强大处理能力的微控制芯片STM32F103C8T6,完成了步行机器人自主行走所需的硬件设计;采用U 型梁、多功能支架等组成了6自由度结构完成小车的机械结构设计,结构设计精简,便于安装调试;实现了步行机器人的稳定、精确行走的功能.试验结果表明,该步行机器人能够实现稳定、精确行走,远程控制的功能,且性能优越,应用前景广泛. 【期刊名称】《机械研究与应用》 【年(卷),期】2017(030)006 【总页数】3页(P147-149) 【关键词】双足机器人;6自由度;微控制;数字舵机 【作者】张熙婷;胡心悦;陶蕾;张佳宁 【作者单位】重庆邮电大学自动化学院,重庆 400065;重庆邮电大学自动化学院,重庆 400065;重庆邮电大学自动化学院,重庆 400065;重庆邮电大学自动化学院,重庆400065 【正文语种】中文 【中图分类】TH122
0 引言 根据机器人的移动性，可分为固定式和移动式机器人。其中移动式机器人可分为轮式和足式[1]。自20世纪末开始，双足步行机器人的研究进入了快速发展时期。笔者对双足机器人的步态规划和远程控制等问题进行了深入研究。 1 双足步行机器人结构设计 1.1 整体结构设计 为满足机器人稳定、精确行走的功能，首先对机器人行走场地进行了设计。机器人步行场地如图1所示。 双足步行机器人整体结构主要由支撑材料、控制系统、自由度结构等组成。为能够实现双足稳定、连贯、快速的步行，保证步行有较好的直线度，机械结构设计所采用的材料，要有较高的强度和刚度，我们选择了硬质铝合金板。控制系统采用的是微控制器等组成的集成PCB板，具有体积小、功能强大的特点。自由度结构是由数字舵机组成。同时根据国内外仿生双足机器人结构，我们设计了该双足步行机器人整体设计结构，如图2所示。 图1 机器人行走场地 图2 步双足行机器人整体设计结构 1.2 支撑材料选择 由于机器人的各关节是用舵机驱动,为了减小机器人的体积、减轻重量,机器人的结构做成是框架型的。框架的设计有效地利用了舵机的尺寸大小，并使舵机的活动范围能尽量符合各关节的活动范围。机械结构设计所采用的材料要有较高的强度和刚度，来支撑整个身体。所选用材料的质量密度不能太大，以便降低机器人的重量。根据资料查阅[2]，绝大多数小型双足机器人关节材料均选用铝合金作为材料，整个结构采用1.5 mm的铝合金(LY12)钣金材料，这种材料具有重量轻、硬度高、
17版电教足球机器人使用手册
竞赛机器人使用手册 17版电教足球机器人 使用手册 上海彼林电子科技有限公司 2017-03
目录 第一部分硬件原理与功能 1.1足球机器人整体介绍 (2) 1.2控制板介绍 (3) 1.3各个传感器介绍 (6) 1.4电机/轮胎介绍 (12) 1.5电池介绍 (14) 1.6充电器介绍 (15) 第二部分软件功能介绍与使用方法 2.1BRD软件介绍 (16) 2.2软件安装/注意事项 (17) 2.3操作方法 (18) 2.4程序编程下载 (20) 第三部分硬件性能测试及项目编程 3.1触摸屏操作说明 (21) 3.2硬件性能测试 (24) 3.3项目一“正方形” (27) 3.4项目二“前进到离墙20cm停” (29) 3.5项目三“前进到离墙20cm太近后退” (31) 3.6项目四“追光” (33) 3.7项目五“追光离球近时撞下球停” (35) 第四部分硬件拆装 4.1连接端口查询表 (37) 第五部分实战训练 5.1传感器数据采样/分析/修改 (38) 5.2机器人操作方法/注意事项 (39)
第一部分硬件原理与功能 1.1足球机器人整体介绍 8 6 7 1 5 3 10 2 4 9 序号 1 端口 功能说明 竞赛专用电机 III_S6_K1 机器人重要的驱动装置，通过电机转动带动轮子的滚动，实 现机器人的移动，既可以前进后退，又可以左转右转。 2 3 竞赛专用轮胎_50型 锂电池_2S_3.3 耐磨材料制成，抓地力强。 机器人的能源，给机器人供电。 红外复眼传感器 _14L_V02 4 5 6 7 用于检测红外调制球的传感器。 机器人核心部分，它通过连接各种传感器获得各种信息，进 行分析处理，发出指令以控制机器人的各种运动行为。 机器人控制板_X510Z 红外测距传感器_80型 远红外接收传感器 机器人测量物体距离远近的专业传感器，检测距离为 5-80cm ，检测精度为±1cm 。 用于检测球是否进入机器人的控球装置内。 8 9 数字指南针Ⅱ 弹射装置 用于判断机器人的运动方向，返回值0-359。 通过电磁铁弹射。 10 盘球装置 通过电机反转，将球吸附于控球口内。