1. 研究目的与意义
在机器人技术不断发展的今天，机器人应用场景也在不断地延伸到各个行业。
特别是近年来随着互联网的发展，人们进行网上购物的需求增加，随之产生了大量的物流快递。
相较于传统的人工挑选方式，已不能满足人们对物流时效性的要求，特别是新冠疫情的发生，逐渐暴露出传统人力的缺陷。
2. 课题关键问题和重难点
此课题机械臂设计主要分为两大部分，即建模和电控。
其建模过程极为繁琐，由于该机械臂在市场上并无标准件可购买，所以机械臂的各个零件都需要自己在三维建模软件上一一绘制，这就需要及其强大的想象力及绘图能力。
待零件绘图完成，还必须考虑零件与零件之间是否存在相互干涉，由于零件数量极为庞大，所以干涉较多，在排除干涉过程中，若不慎漏掉几个干涉，则会导致机械臂在运行过程中角度受阻。
3. 国内外研究现状（文献综述）
机械臂是一种能够按照给定指令准确无误地实现某些动作的自动化产品。它既可以在某些不适宜人类工作的场合运行，也可以不知枯燥地重复着机械式工作，积大提高了生产效率和降低了成本。机械臂分为多种，功能和用途各不相同，应用余各行各业，上至工业领域的大型机械臂，小到桌面机械臂。Arduino Uno R3是一款兼便捷性和灵活性为一体的电子开发板，自发布以来获得了全球电子创客的认可，通过该平台自身所带的丰富的在线函数库，使其有着成本低，上手快等优点，吸引了大量电子创客进行二次开发。本文设计的机械臂是以Arduino Uno R3，依靠蓝牙通信原理实现对机械臂的远程操控，实现了机械臂的抓取和分拣。在参考文献[1]的研究中，作者以数学和计算机建模两个方面同时入手研究机械臂的行为和运动，阐述了正向和反向运动学基本原理，分析了每个关节处的期望角度，进而确定了末端执行器的位置。提出了用齐次变换矩阵来减少引入PID控制器时带来的误差，重点讨论了末端执行器在立方体平面中的位置。其次，实现X-Y平面运动的PID控制器，，以减少伺服电机造成的角度位置误差。最后，开发了一个GUI来控制机器人手臂移动到所需的X-Y点位置。
在参考文献[2]机械手臂结构设计与性能分析研究中，基于能量法和卡氏定理对机器人系统的整体刚度进行计算。再通过整机有限元模型进行验证，采用平行四边形框架对角推缸驱动的结构形式，设计了一种具有机械臂的机器人系统。采用冗余驱动的方式提升机器人的刚度及静态特性，减少了由于关节内减速器柔性、齿隙等因素造成的传动误差使机器人关节刚度变差对传动精度的影响。
4. 研究方案
本文所设计的机械臂主要由机械部分和电控部分组成，其中机械部分由旋转轴A、B、C、D四部分组成。
A轴安装在旋转底座中，使底座能在一定角度旋转。
B轴两端均有电机，而C轴处则无需安装电机。
5. 工作计划
第1周：查找阅读基于Arduino控制的智能机械臂设计相关文献；
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