STM32的小型仿人机器人控制系统设计
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（１＿Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍ ｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８１，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ（）ｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；３．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍ ｅｃｈａｎｉｃａｌ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ） Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｈｕｍ ａｎｏｉｄ ｒｏｂｏｔ ｉｓ ａｎ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ ，ｗ ｈｉｃｈ ｃｏｎｔａｉｎｓ ｍ ｅｃｈａｎｉｃａｌ，ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ，ｃｏｎｔｒｏｌ，ｃｏｍ ｍ ｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ｃｏｍ ｐｕｔｅｒ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ｔｈｅ ｃｏｒｅ．Ｉｎ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ，ａ ｓｍ ａｌｌ ｈｕｍ ａｎｏｉｄ ｒｏｂｏｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｂｅｓｅｄ ｏｎ ＳＴ Ｍ ３２Ｆ１０３ ｉｓ ｄｅ— ｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ａｃｈｉｅｖｅｓ ｊｏｉｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｂｙ １０一ｗａｙ ＰＷ Ｍ ｗａｖｅｓ，ｏｂｓｔａｃｌｅ ａｖｏｉｄａｎｃｅ ｂｙ ｉｎｆｒａｒｅｄ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｓｅｎｓｏｒｓ，ａｎｄ ｐｏｓｅ ｄｅｔｅｃ～ ｔｉｏｎ ｂｙ ｔｈｅ ｐｏｓｔｕｒｅ ｓｅｎｓｏｒ Ｍ ＰＵ ６０５０．Ｔ ｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍ ｅｎｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｍ ａｌｌ ｈｕｍ ａｎｏｉｄ ｒｏｂｏｔ ｏｆ １０ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｆｒｅｅｄｏｍ ｃａｎ ｗａｌｋ ｓｔａｂ一 １Ｙ，ａｃｃｏｍ ｐｌｉｓｈ ａ ｖａｒｉｅｔｙ ｏｆ ｅｘｐｅｃｔｅｄ ａｃｔｉｏｎｓ ａｎｄ ａｃｈｉｅｖｅ ｓｅｌｆ－ａｖｏｉｄａｎｃｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ．
节 运 动 控 制 ，通 过 红 外 测 距 传 感 器 实现 机 器人 避 障 ，通 过 姿 态 传 感 器 ＭＰＵ６０５０实 现 机 器人 的姿 态测 量 。 经 过 试 验 验
证 ，在 该 系统 的 控 制 下 ，１０ 自由度 小型 仿 人机 器人 能 够稳 定行 走 并 完成 各 种 预 期 动 作 ，且 能 够 实现 自主避 障 功 能 。
１ 小 型仿 人机 器 人 的结 构 简 介
小 型 仿 人 机每 条 胳 膊 具 有 ２个 自由 度 ，其 虚 拟 样 机 如 图 １所 示 。该 小 型 仿 人 机 器 人 高 ２５ ｃｍ，重 ３５０ ｇ，其 １０个 舵 机 分 布 在 机 器 人 的各 个 关 节 ，控 制 板 安 装 在 机 器 人 的 背 后 ，电
．
§ ： ｌ Ｉ
ＳＴＭ３２的小 型 仿 人 机 器 人 控 制 系统 设 计
韩 宝 玲 ，张 述 玉 ，罗庆 生。，朱 立 松。，黄 祥 斌 ’
（１．北 京 理 工 大 学 机 械 与 车 辆 学 院 ，北 京 １０００８１；２．北京 理 Ｔ 大 学 光 电 学 院 ；３．北 京 理 工大 学 机 电学 院 ）
池 装 在 机 器 人 胸 部 之 内 ，红 外 测 距传 感 器 安 装 在 机 器 人 的 胸 部 前 方 ，无 线 模 块 ｎＲＦ２４Ｌ０１和 姿 态传 感 器 随 控 制 板 安 装 在 机 器 人桶 背 后
该 小 型 仿 人 机 器 人 各 个 部 件 选 型 表 略— — 编 者 注 。
关 键 词 ：仿 人 机 器 人 ；控 制 系 统 ；ＳＴＭ ３２；插 补 法
中 图 分 类 号 ：ＴＰ２４２．６
文献 标 识 码 ：Ａ
Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｓｍａｌ ｌ Ｈｕｍａｎｏｉｄ Ｒｏｂｏｔ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＳＴＭ３２＊ －
Ｈａｎ Ｂａｏｌｉｎｇ ，Ｚｈａｎｇ Ｓｈｕｙｕ ，Ｌｕｏ Ｑｉｎｇｓｈｅｎｇ３，Ｚｈｕ Ｌｉｓｏｎｇ￣，Ｈｕａｎｇ Ｘｉａｎｇｂｉｎ
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｕｍ ａｎｏｉｄ ｒｏｂｏｔ；ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ；ＳＴ Ｍ ３ ２；ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ
引 言
人 形 机 器 人 是 具 备 人 类 外 形 特 征 和 行 动 能 力 的智 能 机 器 人 ，可 以采 用 双 腿 行 走 ，通 过 手 臂 和 身 体 的 协 调 完 成 一 些 简 单 的 动 作 ，通 过 简 单 的 语 言 和 人 类 进 行 交 流 ］。与 传 统 的 机 器 人 相 比 ，人 形 机 器 人 具 有 很 大 的优 势 ，广 泛 应 用 于 工 业 、农 业 、军 事 、医 疗 等 领 域 。人 形机 器人 技 术 的 发 展 越 来 越 快 ，除 了具 备 了 人 工 智 能 外 ，还 可 以根 据 人 类 的 声 音 、手 势 等 从 事 相 应 动 作 ，并 具 有 基 本 的 记 忆 和 辨 识 能 力 ［ 。本 文 采 用 ＳＴＭ３２芯 片设 计 出 了一 款 小 型 仿 人 机 器 人 控 制 系 统 ，应 用 于 自主 开 发 的 小 型 仿 人 机 器 人 ，能 够 实 现 机 器 人 的平 稳 行 走 、自主 避 障 、且 开 发 周 期 短 、成 本低 。
摘 要 ：仿 人 机 器人 是 一 种 集 机械 、电子 、控 制 、通 信 、计 算 机 等 多种 技 术 于 一 体 的 智 能 系统 ，而控 制 技 术 是 它 的 核 心 。本
文 设 计 了 一 款 基 于 ＳＴＭ３２Ｆ１０３芯 片 的 小 型 仿 人 机 器 人 控 制 系 统 。 该 控 制 系 统 通 过 输 出 １Ｏ路 ＰＷ Ｍ 波 实 现 机 器 人 的 关
节 运 动 控 制 ，通 过 红 外 测 距 传 感 器 实现 机 器人 避 障 ，通 过 姿 态 传 感 器 ＭＰＵ６０５０实 现 机 器人 的姿 态测 量 。 经 过 试 验 验
证 ，在 该 系统 的 控 制 下 ，１０ 自由度 小型 仿 人机 器人 能 够稳 定行 走 并 完成 各 种 预 期 动 作 ，且 能 够 实现 自主避 障 功 能 。
１ 小 型仿 人机 器 人 的结 构 简 介
小 型 仿 人 机每 条 胳 膊 具 有 ２个 自由 度 ，其 虚 拟 样 机 如 图 １所 示 。该 小 型 仿 人 机 器 人 高 ２５ ｃｍ，重 ３５０ ｇ，其 １０个 舵 机 分 布 在 机 器 人 的各 个 关 节 ，控 制 板 安 装 在 机 器 人 的 背 后 ，电
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§ ： ｌ Ｉ
ＳＴＭ３２的小 型 仿 人 机 器 人 控 制 系统 设 计
韩 宝 玲 ，张 述 玉 ，罗庆 生。，朱 立 松。，黄 祥 斌 ’
（１．北 京 理 工 大 学 机 械 与 车 辆 学 院 ，北 京 １０００８１；２．北京 理 Ｔ 大 学 光 电 学 院 ；３．北 京 理 工大 学 机 电学 院 ）
池 装 在 机 器 人 胸 部 之 内 ，红 外 测 距传 感 器 安 装 在 机 器 人 的 胸 部 前 方 ，无 线 模 块 ｎＲＦ２４Ｌ０１和 姿 态传 感 器 随 控 制 板 安 装 在 机 器 人桶 背 后
该 小 型 仿 人 机 器 人 各 个 部 件 选 型 表 略— — 编 者 注 。
关 键 词 ：仿 人 机 器 人 ；控 制 系 统 ；ＳＴＭ ３２；插 补 法
中 图 分 类 号 ：ＴＰ２４２．６
文献 标 识 码 ：Ａ
Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｓｍａｌ ｌ Ｈｕｍａｎｏｉｄ Ｒｏｂｏｔ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＳＴＭ３２＊ －
Ｈａｎ Ｂａｏｌｉｎｇ ，Ｚｈａｎｇ Ｓｈｕｙｕ ，Ｌｕｏ Ｑｉｎｇｓｈｅｎｇ３，Ｚｈｕ Ｌｉｓｏｎｇ￣，Ｈｕａｎｇ Ｘｉａｎｇｂｉｎ
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｕｍ ａｎｏｉｄ ｒｏｂｏｔ；ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ；ＳＴ Ｍ ３ ２；ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ
引 言
人 形 机 器 人 是 具 备 人 类 外 形 特 征 和 行 动 能 力 的智 能 机 器 人 ，可 以采 用 双 腿 行 走 ，通 过 手 臂 和 身 体 的 协 调 完 成 一 些 简 单 的 动 作 ，通 过 简 单 的 语 言 和 人 类 进 行 交 流 ］。与 传 统 的 机 器 人 相 比 ，人 形 机 器 人 具 有 很 大 的优 势 ，广 泛 应 用 于 工 业 、农 业 、军 事 、医 疗 等 领 域 。人 形机 器人 技 术 的 发 展 越 来 越 快 ，除 了具 备 了 人 工 智 能 外 ，还 可 以根 据 人 类 的 声 音 、手 势 等 从 事 相 应 动 作 ，并 具 有 基 本 的 记 忆 和 辨 识 能 力 ［ 。本 文 采 用 ＳＴＭ３２芯 片设 计 出 了一 款 小 型 仿 人 机 器 人 控 制 系 统 ，应 用 于 自主 开 发 的 小 型 仿 人 机 器 人 ，能 够 实 现 机 器 人 的平 稳 行 走 、自主 避 障 、且 开 发 周 期 短 、成 本低 。
摘 要 ：仿 人 机 器人 是 一 种 集 机械 、电子 、控 制 、通 信 、计 算 机 等 多种 技 术 于 一 体 的 智 能 系统 ，而控 制 技 术 是 它 的 核 心 。本
文 设 计 了 一 款 基 于 ＳＴＭ３２Ｆ１０３芯 片 的 小 型 仿 人 机 器 人 控 制 系 统 。 该 控 制 系 统 通 过 输 出 １Ｏ路 ＰＷ Ｍ 波 实 现 机 器 人 的 关