基于STM32的六足机器人控制系统设计.pdf

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1、·电气与自动化·伍立春，等·基于STM32的六足机器人控制系统设计基于STM32的六足机器人控制系统设计伍立春，王茂森，黄顺斌(南京理工大学机械工程学院，江苏南京210016)摘要：基于仿生原理．以STM32F103vET6为核心的控制芯片构建硬件控制系统。利用无线遥控器使芯片的通用定时器产生18路PWM波控制机器人各个关节的运动，同时通过串口能在上位机实时显示GPS、超声波测距传感器、加速度计、陀螺仪的输出数据，该机器人能严格按三角步态行走，实现诸如直线、转弯、躲避障碍物等行走功能。实验结果表明，六足机器人的18

2、个关节运动平稳，对复杂运动步态的控制精确，实现了在地面的稳定运动。关键词：STM32F103vET6：六足机器人；无线遥控；控制系统中图分类号：TP242文献标志码：B文章编号：1671—5276(2014)05—0150—04ControlSystemDesignofHexapodRobotBasedonSTM32F103VET6WULi—chun．WANGMao．sen．HUANGShun—bin(CollegeofMechanicalEngineering，NanjingUniversityofScience

3、andTechnology，Nanjing210016，China)Abstract：thispaperdescribesthefabricationofahexapodbionicrobotwhichiscontrolledbySTM32F103VET6microprocessorandwalksbasedonbionicprinciple．Initscontrolsystembasedonwirelessremoter，18-channelPWMwavegeneratedbythetimersSTM32F103

4、VE76，isusedtocontrolrobot’Slegs．andtheUSARTofSTM32F103VET6isusedtodisplaytheoutputdataofGPS，ul-trasonicsensor，accelerometer，gyroscope．Thisrobotisprovidedwithsomeabilities，suchaslinearwalking，turning，avoidingbarri-erswalkingetc．Theexperimentsshowthatfreemotionc

5、ontrolof18iointsissmooth，thesmarterandsmalercontrolsystemcanbeusedtocontrolcomplexwalkingmovementpreciselyanditsgroundwalkingobjectiveisatlained．．Keywords：STM32F103VET6；hexapedrobot；wirelessremoter；controlsystem0引言移动机器人的发展是一个重要的科研领域，移动机器人可分为车轮式移动机器人、履带式机器人及其仿生

6、技术的运动机器人⋯。相对于轮式和履带式机器人来说，足式机器人对非结构环境的适应性更强，几乎可以在陆地上的任何地方行走。六足行走机器人是按照三角步态行走的，每三足为一组，其行走轨迹并非是直线，而是呈”之”字形的曲线前进]。设计六足仿生机器人，其_-维模型如图1所示。每条腿都有3个关节，每个关节依靠伺服舵机驱动，整体共有18个关节．需要18个舵机才可以实现六足机器人的运动舵机是一种位置伺服的驱动器．适用于那些需要角度图1六足机器人的三维模型图不断变化并能够保持的控制系统。能够在微机电系统和航模中作为基本的输出执行机构．

7、其简单的控制和输出使控部分和通信部分卜卜。得单片机系统很容易与之接口。鉴于舵机广泛的应用，文1．1电源部分中设计了一种基于STM32F103VET6的机器人控制系统l3]，利用无线遥控收发器、超声波传感器、加速度计、陀电源部分负责给机器人控制系统的硬件和舵机供电。螺仪、GPS实现六足机器人的几种基本动作和自主避障。在舵机驱动过程中，为了避免电流波动影响机器人运动稳定性，将舵机驱动和控制系统分开供电。机器人使用的舵机型1控制系统硬件电路号是：EKS一05—08，每个舵机的工作电流是30mA，18个舵机同时工作时需要0

8、．6A的电流．可以使用LM2575S一5产生5V控制系统硬件电路主要有3部分组成：电源部分、主电压为舵机单独供电，电路如图2所示。STM32F103VET6控作者简介：伍立春(1989一)，男，浙江温州人，硕士研究生，研究方向为机械工程。·150·http：／／ZZHD．chinajourna1．net．enE-mail：ZZHD@chainajourna1