在2025年機器狗行業政策的大力推動下，四足仿生機器狗的研究與應用迎來新的發展機遇。隨著科技的進步和市場需求的增長，對四足仿生機器狗的運動控制精度、穩定性和適應性提出了更高要求。本文聚焦於基於 STM32 的四足仿生機器狗行走步姿控制技術，深入探討其運動結構、控制電路及步姿控制方法，為該領域的技術創新提供參考。

  一、四足仿生機器狗的運動結構設計

  《2025-2030年全球及中國機器狗行業市場現狀調研及發展前景分析報告》指出，四足仿生機器狗採用獨特的結構設計，整體由 4 條腿和 1 個頭部構成。每條腿包含 2 個關節，分別由 2 個伺服電機配合法蘭盤等結構件連接組成，加上頭部，全體共配備 9 個伺服舵機。機器人的左右腿呈對稱結構，前腿分布較後腿更寬，這種設計能夠增大腳掌爬行時與運動平面的接觸面積，進而增強抓地力，顯著提升機器狗整體的平衡性。在運動過程中，各條腿的 2 號舵機協同工作，實現機器狗在整體上的移動;1 號舵機則負責調節各動作時的姿勢，確保機器狗穩定運作。通過控制器協調各個舵機按特定方向轉動特定角度，並停定在預設位置，或者利用事先設置好的相應姿勢，藉助各姿勢的時間差將其兩兩相連，可形成一連串逼真的仿生動作。該四足機器狗的結構能夠滿足自然界中大部分四足生物的各種爬行動作和姿態，為其在複雜環境中的應用奠定了堅實基礎。

  二、四足仿生機器狗的控制電路架構

  控制系統主要由主控電路、通信電路和電源電路三大核心部分組成。主控電路以 STM32F103VET6 為核心，它通過響應 PC 端和遙控端的信號，精準控制機器人上的 9 個舵機工作。PC 端通過 USB 線連接到主控制器中的 USBRT 接口，進行上位機操作產生代碼數據，數據傳輸至與 USBRT 相連接的 RS232 總線驅動和接收器 MAX3232 上，由其將 STM32 異步通信口的 TTL 電平轉換為 RS232 電平，實現 PC 端與主控制器之間的通訊。遙控端採用 2.4GHz 頻段的無線通信方式與控制板連接，用戶可通過上位機自定義遙控手柄按鍵的功能，從而實現對機器狗的靈活控制。電源部分為機器狗各部分運作提供所需能量，考慮到電流波動可能導致機器狗運行不穩定，控制系統和舵機驅動採用分立供電方式。機器狗使用的舵機是 ToWerPro MG996R 大扭力舵機，工作電壓範圍在 4.8~6.6V;STM32 晶片工作電壓範圍在 2.0~3.6V。外電路部分使用 AMS1117-3.3 降壓穩壓器模塊，為晶片工作提供 3.3V 的穩定電源，整個機器人由一個 7.4V 的航模電池作為供電電源。

  三、四足仿生機器狗的行走步姿控制策略

  機器狗的步姿控制分為單步姿設計和多步姿組合兩個關鍵步驟。利用 STM32 上位機可對機器狗的 9 個舵機進行分別控制，該上位機最多可對 32 個舵機進行控制，完全滿足本文中 9 個舵機的控制需求。上位機模擬舵機分布圖，每個舵機控制面板內設有拉條，每一個拉條控制對應輸出端上的舵機在 120 度內轉動，往左拉舵機逆時針旋轉，往右拉舵機順時針旋轉，每拉動一格舵機拉條，舵機便轉動一個固定角度，也可通過輸入值來精確控制舵機角度。以五號舵機為例，利用軟體的儲存功能，可對機器狗一個動作中每一個姿態的九個舵機的不同角度進行存儲，從而完成機器狗單步姿的設計。再將每個不同姿態的舵機位串聯在一起，就能實現機器狗的多步姿組合，使其能夠按照預設的動作序列完成一系列連貫的運動。

  綜上所述，在2025年機器狗行業政策的引導下，本文所研究的基於 STM32 的四足仿生機器狗，能夠在地面正常爬行並按照自編排的姿態完成一系列連貫動作，運動過程中穩定性較好，晶片對各舵機旋轉角度的控制也較為精準。該四足仿生機器狗具有外設擴展功能強大、體積小等優點。未來，可進一步改進機械結構，優化程序設計，以提升機器狗在更多複雜場景中的適應性和工作性能，推動四足仿生機器狗在工業、服務、科研等領域的廣泛應用。