基于stm32全向轮步兵机器人

蓝三步兵

项目背景：
本人是一名 RoboMaster 老兵，由于毕业以后也想发挥一下余热，于是设计了这款低成本全向轮步兵机器人。整机方案兼顾实用性与性价比，结构、硬件、代码均已落地调试完成，不仅适合机甲爱好者日常把玩、技术研究，也可作为高校战队新人培训、校内新生赛的实训载体与参赛机型。

一.结构设计

机械结构使用 SolidWorks 完成三维建模与结构设计，主体框架、连接件等常规结构件均采用 3D 打印制作；轮圈外板、装甲外板等外观与受力板材，嘉立创进行 PCB打样，兼顾外观质感与结构强度。
整机动力部件配置如下：

• 底盘行走：520 直流编码器电机
• 云台俯仰 / 偏航（Pitch/Yaw）：4310 无刷电机
• 发射摩擦轮：1806 无刷电机，搭配聚氨酯包胶轮提升摩擦力
• 拨弹送弹机构：TT 减速马达

二.硬件设计及功能展示

整套硬件采用模块化分体设计，各功能板独立开发、分工明确，布线简洁、维护方便，同时降低复刻与二次开发难度。

1.遥控器

主控芯片：STM32F103C8T6
通过 ADC 外设采集摇杆模拟量信号，输入捕获读取编码器数值，配合轮询方式扫描实体按键；整合全部操控指令后，依靠 NRF2401 无线模块向外广播数据。设备搭载双路 NRF2401 无线模块，一路专用于下发遥控指令，另一路负责接收裁判系统数据，实现整机与上位机稳定通信。

2.云台主控

主控芯片：STM32F407VET6
板载 BMI055 六轴陀螺仪、IST8310 三轴磁力计，完成高精度姿态解算；通过 NRF2401 接收遥控器指令，实现云台姿态与位置闭环控制。主控板与 Pitch 轴无刷电机之间采用串口协议通信，数据传输稳定可靠。

3.底盘主控

主控芯片：STM32F407VET6
硬件配置、姿态解算方案与云台主控保持一致，依托 NRF2401 无线模块接收遥控指令，完成底盘运动与姿态闭环控制。主控板与 Yaw 轴无刷电机通过串口进行数据交互，协同实现全向移动与云台联动。

4.发射机构控制板

主控芯片：STM32F103C8T6
板载多路驱动外设，功能划分清晰：输出四路 PWM 信号驱动电调，精准控制摩擦轮转速；单路 PWM 控制发射灯条灯光效果；集成 TB6612 直流电机驱动芯片，驱动 TT 马达运转，灵活调节拨弹盘送弹速度。

5.裁判系统控制板

主控芯片：STM32F103C8T6
专负责整机裁判系统相关功能，包含装甲灯效控制、击打检测、血量统计三大核心功能。每块装甲板四角搭载微动开关，通过读取 IO 口电平变化识别击打状态、累计击打次数，并将数据回传至遥控器，配合上位机完成实时血量统计。可编程灯效，可高度复刻标准 RM 装甲板灯光逻辑。

6.无刷电机控制板

采用成熟的 FOC 磁场定向控制 方案，主控为 STM32F103C8T6，外围搭配 DRV8313 三相驱动芯片、INA240 高精度电流采样芯片、AS5600 磁电角度传感器。
目前已完整开发电流环、速度环、位置环三闭环控制代码，电机默认工作在位置 + 速度双闭环模式，运行平稳、定位精准。

7.装甲板传感器

灯效部分采用多颗 WS2812B 串行级联，支持多彩动态灯光自定义；装甲四角集成微动开关，模块受撞击时输出高电平信号，为击打检测提供硬件支撑。

8.十轴传感器

集成多款高性能传感芯片：BMI055 六轴陀螺仪加速度计、IST8310 三轴磁力计、BMP280 气压传感器，所有器件均通过 IIC 总线完成通信与数据读取，集成度高、体积小巧。

9.分电板

整机电源分配专用板卡，实现多路电压输出、为所有主控、电机、传感器稳定供电。

10.发射灯条

独立式发射机构氛围灯条，由主控板 PWM 驱动，可实现常亮、频闪、爆闪，流水灯等多种灯光效果。

三.操作介绍

整机操控逻辑参照穿越机设计，上手门槛低、操控手感流畅，轻推摇杆即可完成机器人移动、云台瞄准、弹药发射等全部动作。

整套程序采用模块化分层开发，逻辑清晰、耦合度低，便于调试与功能拓展，下图为项目整体软件架构：

四.开源说明

本项目为全开源项目，面向所有 RoboMaster 爱好者、在校战队、嵌入式开发者免费开放，所有资料仅供学习、交流、非商业用途使用。

1. 结构文件
   平台 3D 模型区已上传通用 .stl 白模文件，可直接用于 3D 打印；完整 SolidWorks 工程、带贴图高精度模型因体积超出平台限制，已打包至网盘 / 分卷附件，下载后即可使用。解压时请保留原有文件目录，避免贴图、资源加载异常。
2. 硬件资料
   包含全模块原理图、PCB 源文件、完整 BOM 清单，参数标注齐全，可直接打样复刻。
3. 程序代码
   基于 STM32 HAL库+freertos开发，代码注释详实、模块化划分清晰，支持二次修改与功能拓展，适合入门学习与进阶开发。
4. 使用规范
   欢迎大家交流探讨、学习借鉴；二次转发、改编使用时，请保留原项目出处。
5. 演示视频
   B站账号：https://b23.tv/AFgKIpl
6. 交流群
   蓝三步兵交流群1：2152034093
   蓝三步兵交流群2：1078707092
   注：完整资料在群文件