Stm32 机械臂动作控制

您好学长,请问您了解基于stm32的xArm 1S机械的动作控制可以怎么实现吗

它的动作主要是由多个舵机的协调运动实现的。

需要机器人学中的一些知识,比如运动控制、路径规划、机械臂的运动学和你运动学问题(实际上就是一些矩阵运算)。

当然,你也可以使用pid+pwm的方式实现对机械臂的简单控制。

基于 STM32 的机械臂控制可以使用蜂鸟电子的 M5Stack 构建UI,通过串口和STM32通信。STM32接收M5Stack发来的控制信息,控制机械臂动作。具体实现方式可能需要参照xArm 1S的机械设计结构和控制信号传输方式。

你好学弟,这个方面的内容比较复杂,需要你有软硬件开发基础,给你找了一些博客供你参考一下:
https://blog.csdn.net/qq_39791014/article/details/108109956
这个你需要会pwm控制,会底层,配合结构来进行综合调试,具体比较复杂,你可以找找开源的代码来学习一下。

https://download.csdn.net/download/weixin_38714653/12942236

以下内容引用CHATGPT、有用望采纳:

您好,基于stm32的xArm 1S机械的动作控制可以通过以下步骤实现:

  1. 确定机械臂的运动学模型,并将其转换为控制算法需要的数学模型。

  2. 设计控制算法,例如PID控制。

  3. 通过stm32的PWM输出控制机械臂的舵机进行运动控制。

  4. 可以使用stm32的定时中断来控制机械臂的运动频率和步数。

以下是一个简单的代码示例,用于控制机械臂的舵机运动:

#include "stm32f4xx.h"

#define PWM_PERIOD 20000 // pwm周期为20ms,即50hz 

// 舵机的最大和最小角度 
#define SERVO_MIN_ANGLE 0 
#define SERVO_MAX_ANGLE 180 

// 舵机的最大和最小脉冲宽度 
#define SERVO_MIN_WIDTH 1000 // 1ms 
#define SERVO_MAX_WIDTH 2000 // 2ms 

// 舵机的PWM输出引脚 
#define SERVO_PWM_PIN GPIO_Pin_9 
#define SERVO_PWM_GPIO GPIOA 

// 舵机的PWM输出通道 
#define SERVO_PWM_CHANNEL TIM_Channel_2 
#define SERVO_PWM_TIMER TIM1 

// 舵机的角度转换为脉冲宽度 
uint16_t servo_angle_to_width(uint8_t angle) 
{ 
  uint16_t width = (angle - SERVO_MIN_ANGLE) * (SERVO_MAX_WIDTH - SERVO_MIN_WIDTH) / (SERVO_MAX_ANGLE - SERVO_MIN_ANGLE) + SERVO_MIN_WIDTH; 
  return width; 
} 

// 初始化PWM输出 
void pwm_init(void) 
{ 
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; 
  TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; 
  TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure; 

  // 使能GPIO时钟 
  RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE); 

  // 配置GPIO为复用模式 
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = SERVO_PWM_PIN; 
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF; 
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz; 
  GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; 
  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL; 
  GPIO_Init(SERVO_PWM_GPIO, &GPIO_InitStructure); 

  // 配置GPIO的复用功能为TIM1_CH2 
  GPIO_PinAFConfig(SERVO_PWM_GPIO, GPIO_PinSource9, GPIO_AF_TIM1); 

  // 使能TIM1时钟 
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_TIM1, ENABLE); 

  // 配置TIM1的时间基准 
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = PWM_PERIOD - 1; 
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 84 - 1; // 84Mhz的时钟频率 
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; 
  TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; 
  TIM_TimeBaseInit(SERVO_PWM_TIMER, &TIM_TimeBaseStructure); 

  // 配置TIM1的PWM输出通道 
  TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1; 
  TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable; 
  TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = SERVO_MIN_WIDTH; 
  TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High; 
  TIM_OC2Init(SERVO_PWM_TIMER, &TIM_OCInitStructure); 

  // 使能TIM1的PWM输出 
  TIM_CtrlPWMOutputs(SERVO_PWM_TIMER, ENABLE); 

  // 启动TIM1 
  TIM_Cmd(SERVO_PWM_TIMER, ENABLE); 
} 

int main(void) 
{ 
  // 初始化PWM输出 
  pwm_init(); 

  while(1) 
  { 
    // 控制舵机的角度为90度 
    uint16_t width = servo_angle_to_width(90); 
    TIM_SetCompare2(SERVO_PWM_TIMER, width); 

    // 延时 
    for(uint32_t i=0; i<1000000; i++); 
  } 
} 

希望以上代码可以对您有所帮助。

以下答案由GPT-3.5大模型与博主波罗歌共同编写:
您好,基于STM32的xArm 1S机械臂的动作控制可以通过PWM控制模块和步进电机驱动模块实现。步进电机驱动模块可以控制每个关节的运动,PWM控制模块可以控制机械臂的抓取和释放动作。

以下是一个简单的示例代码,用于控制机械臂进行抓取和释放动作。注意:此代码只是示例,实际实现需要更多的代码和硬件支持。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "stm32f10x.h"

/*
机械臂控制脚口定义

//PWM口控制机械臂抓取和释放动作
#define GPIO_PIN_CTRL_GRAB GPIO_Pin_0
#define GPIO_PORT_CTRL_GRAB GPIOB
#define RCC_APB2Periph_GPIO_CTRL_GRAB RCC_APB2Periph_GPIOB

//步进电机口控制机械臂各个关节的运转
#define GPIO_PIN_MOTOR1 GPIO_Pin_4
#define GPIO_PIN_MOTOR2 GPIO_Pin_5
#define GPIO_PIN_MOTOR3 GPIO_Pin_6
#define GPIO_PIN_MOTOR4 GPIO_Pin_7
#define GPIO_PIN_MOTOR5 GPIO_Pin_8
#define GPIO_PIN_MOTOR6 GPIO_Pin_9
#define GPIO_PORT_MOTOR GPIOA
#define RCC_APB2Periph_GPIO_MOTOR RCC_APB2Periph_GPIOA

*/

//函数声明
void GPIO_Config(void);
void PWM_Config(void);
void delay(int t);

int main(void)
{
    GPIO_Config();
    PWM_Config();

    //机械臂动作控制示例
    while(1)
    {
        //先把各个关节移动到初始位置
        GPIO_SetBits(GPIO_PORT_MOTOR, GPIO_PIN_MOTOR1);
        GPIO_ResetBits(GPIO_PORT_MOTOR, GPIO_PIN_MOTOR2);
        delay(2000);
        //第一步:抬起机械臂
        GPIO_ResetBits(GPIO_PORT_MOTOR, GPIO_PIN_MOTOR2);
        GPIO_SetBits(GPIO_PORT_MOTOR, GPIO_PIN_MOTOR3);
        delay(1000);
        //第二步:移动机械臂到目标位置
        GPIO_SetBits(GPIO_PORT_MOTOR, GPIO_PIN_MOTOR1);
        GPIO_ResetBits(GPIO_PORT_MOTOR, GPIO_PIN_MOTOR2);
        GPIO_ResetBits(GPIO_PORT_MOTOR, GPIO_PIN_MOTOR3);
        delay(2000);
        //第三步:放下机械臂并抓取
        GPIO_SetBits(GPIO_PORT_CTRL_GRAB, GPIO_PIN_CTRL_GRAB);
        delay(1000);
        //第四步:抬起机械臂并移动回初始位置
        GPIO_ResetBits(GPIO_PORT_CTRL_GRAB, GPIO_PIN_CTRL_GRAB);
        GPIO_ResetBits(GPIO_PORT_MOTOR, GPIO_PIN_MOTOR3);
        GPIO_SetBits(GPIO_PORT_MOTOR, GPIO_PIN_MOTOR2);
        delay(2000);
        //第五步:放下机械臂
        GPIO_ResetBits(GPIO_PORT_MOTOR, GPIO_PIN_MOTOR2);
        delay(1000);
    }
}

//GPIO初始化
void GPIO_Config(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    //PWM口初始化
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIO_CTRL_GRAB, ENABLE);
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_PIN_CTRL_GRAB;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    GPIO_Init(GPIO_PORT_CTRL_GRAB, &GPIO_InitStructure);

    //步进电机口初始化
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIO_MOTOR, ENABLE);
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_PIN_MOTOR1 | GPIO_PIN_MOTOR2 | GPIO_PIN_MOTOR3 | GPIO_PIN_MOTOR4 | GPIO_PIN_MOTOR5 | GPIO_PIN_MOTOR6;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
    GPIO_Init(GPIO_PORT_MOTOR, &GPIO_InitStructure);
}

//PWM初始化
void PWM_Config(void)
{
    //PWM初始化代码省略,根据实际PWM模块类型选择代码。
    //通过PWM控制机械臂抓取和释放动作。
}

//延时函数
void delay(int t)
{
    int i;
    for(i=0;i<t;i++);
}

上述代码使用了GPIO和PWM模块,通过设置不同的GPIO口电平来控制步进电机的运转,从而控制机械臂的动作。另外,通过使用PWM模块来控制机械臂的抓取和释放动作。

需要注意使用步进电机驱动模块和PWM控制模块时需要保证电路连接正确,步进电机驱动模块需要使用正确的步进电机,每个步进电机的电路连接也需要正确。
如果我的回答解决了您的问题,请采纳!

该回答通过自己思路及引用到GPTᴼᴾᴱᴺᴬᴵ搜索,得到内容具体如下:

基于STM32的XArm 1S机械臂动作控制可以通过以下步骤实现:

1. 硬件准备

需要准备XArm 1S机械臂,以及STM32微控制器开发板。将开发板连接到计算机上,以便编写和烧录代码。将机械臂连接到开发板上,以便控制机械臂的运动。

2. 确定通信协议

XArm 1S机械臂可以通过串口、CAN总线等方式与STM32微控制器进行通信。因此,需要确定使用哪种通信协议,并编写相应的通信代码。可以使用STM32的串口或CAN总线库来简化通信代码的编写。

3. 设计机械臂运动控制算法

机械臂的运动控制算法通常由运动规划、轨迹跟踪和控制器三部分组成。其中,运动规划部分根据用户输入的目标位置和姿态信息,生成机械臂的运动路径;轨迹跟踪部分根据运动规划生成的轨迹,控制机械臂沿着轨迹运动;控制器部分则根据机械臂当前位置和速度信息,计算控制信号,控制机械臂的运动。

4. 编写控制代码

在STM32微控制器上编写控制代码,实现机械臂的控制。可以使用STM32的定时器、ADC等外设来实现控制器部分的功能。同时,需要将运动规划和轨迹跟踪算法转化为代码,并与通信代码配合使用,实现机械臂的运动控制功能。

5. 调试和测试

在编写完控制代码后,需要进行调试和测试,确保机械臂能够按照预期运动。可以通过串口调试工具、示波器等工具来检查通信和控制信号的正确性,以及机械臂的运动轨迹和姿态是否符合预期。

需要注意的是,机械臂的控制涉及到安全问题,需要在设计和实现过程中充分考虑机械臂的负载能力、运动范围和碰撞检测等因素,确保机械臂的运动过程安全可靠。

总之,基于STM32的XArm 1S机械臂动作控制需要进行硬件准备、通信协议确定、算法设计、控制代码编写、调试和测试等步骤,才能实现完整的机械臂运动控制功能。


如果以上回答对您有所帮助,点击一下采纳该答案~谢谢