基于STM32F4的AI可编程机械臂

客户

一家教育机器人公司，致力于为初中和高中STEM课程开发低成本桌面机械臂。

挑战

在200美元预算内构建一款4自由度机械臂，要求精度足以完成拾放任务，适合课堂使用，并支持可视化积木和Python两种编程方式。

产品概念与架构

STM32F407微控制器负责实时运动控制（轨迹规划、步进电机驱动）。ESP32-S3协处理器运行摄像头进行物体检测。

工程解决方案

STM32F407运行FreeRTOS，搭载自定义轨迹规划器，实现梯形速度曲线。所有4个自由度的逆运动学在板载计算完成。ESP32-S3运行量化MobileNet SSD模型，检测彩色积木并通过SPI向STM32发送拾取坐标。硬件层面强制执行安全限制。

成果

重复定位精度±0.5mm。物料成本189美元。已在300多所学校部署。