仿人机器人的步态行走设计与实现
2023-06-07邓三星杨蒙蒙李克强韩鑫龙肖翔宇
电子制作 2023年9期
邓三星,杨蒙蒙,李克强,韩鑫龙,肖翔宇
(黄河交通学院 河南省智能制造技术与装备工程技术研究中心,河南焦作,454950)
0 引言
2022 年8 月12 日,科技部、教育部、工业和信息化部、交通运输部、农业农村部、国家卫生健康委发布《关于加快场景创新以人工智能高水平应用促进经济高质量发展的指导意见》[1],8 月15 日,科技部发布《关于支持建设新一代人工智能示范应用场景的通知》[2],还与财政部联合发布《企业技术创新能力提升行动方案(2022—2023 年)》[3],国家对人工智能领域科学研究支持力度高。目前,仿人机器人在诸多领域应用广泛,如地震救援、医疗服务等[4~6],本文以STM32 单片机为控制核心,设计一种仿人机器人,可实现直立行走、转弯、翻滚功能,并对系统进行步态测试。
1 系统硬件电路设计
■1.1 设计思路
仿人机器人的步态行走设计系统由意法半导体公司的STM32F103RBT6 单片机主控芯片、舵机控制板、舵机与电源四大部分构成[7]。为节约设计成本,未使用弹性连接件和无线传感器。
仿人机器人的控制原理是在整个电路通电后,对单片机的复位引脚施加一个电平信号,以此完成单片机复位;然后将Keil 软件中编译好的操作程序下载到STM32 单片机中,并通过STM32 单片机向开源舵机控制器发出控制信号;最后由开源舵机控制器控制相应的舵机动作,完成预先设计的动作,实现步态行走。
■1.2 最小系统设计
仿人机器人的步态行走设计采用的核心部件为STM-32F103RBT6 单片机,最小系统由上电复位电路、电源供电电路与时钟电路三部分构成,其中电源电路中有5 个数字电源正极;……
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