1、选题的目的、意义

在当前科技快速发展的时代，使得机器人码垛技术有了更为先进的进展。在过去的几十年里，码垛技术还处在发展状态，机器人操作极其不灵敏，存在一些技术方面的问题^[5]。就机器人码垛技术发展现状来看，主要是因为人们对机器人方面的软硬件技术不够成熟，软件和硬件技术没有完美的结合起来。近几年，码垛技术迅速发展起来，运用的范围也非常广泛，在我国以工业生产线上的运用最为突出。但在码垛技术操作上还有待进一步的提升^[15]。例如在大型工厂上需要码垛技术精准不出错误，而且速度方面也要适当的快一些^[13]。本次设计主要是针对机器人码垛技术在速度、识别、准确度上进行分析研究。运用先进的uArm Swift机械臂对码垛技术进行探索研究，力争在机器人码垛速度和识别精度上改善码垛技术，让先进的码垛技术更广泛的运用到人们的生活当中，为人们减轻繁重的搬运工作量。

2、国内研究现状、发展动态

目前，国内通过行业顶尖科研机构与机器人龙头企业, 在核心技术开发上, 已经拥有国内行业顶尖科研机构与机器人龙头企业，率先突破机器人核心技术，实现了机器人码垛，3D打印，人机交互等先进的科技技术^[1]。国内一些大型机器人科研企业借鉴了日本、德国等国的机器人产业发展史, 结合自身的科研技术 ，突破国外机器人专利壁垒,实现了机器人雕刻技术^[2]。同时，我国实施鼓励高校与研究机构将实验室的科研成果转化借鉴方案，不断的改进和提高机器人的操作性能和技术服务。只有真正实现核心技术与核心零部件的国产化, 突破国外设计模式, 完善售后服务体系, 才能在性能、成本等方面赢得国内市场的认可, 为国产码垛机器人品牌打下基础^[6]。

3、国外研究现状、发展动态

国外已将码垛机器人广泛应用于包装、物流、食品等行业, 可实现对食品、软硬包装袋等产品的装箱、搬运、码垛、拆垛等作业^[14]。在西方发达国家，机械臂的运用范围已经很成熟了，从基础到进阶，从写字画画到激光雕刻，还有高精度3D打印，尤其是基于web应用技术环境下的人机交互，其操作性能非常简洁灵敏^[7]。作为极具代表性的uArm Swift机械臂也完全运用到了机器人当中，进行识别物件，传递商品等都是非常精准灵敏的。国外机器人科研组通过运用uArm高性能产品，已经实现了全自动化的生活方式，不论是家庭、市场、工厂等都注入了先进的机器人技术^[8]。

2. 研究的基本内容与方案

1、主要研究内容

机械臂码垛技术是研制开发的新型技术，操作方便，易于控制，规模强大。机械臂码垛技术需要用软件程序代码控制其准确运作，因此掌握机械臂的控制机构尤其重要^[4]。uArm Swift机械臂有专门的使用教程和数据手册，对了解其工作原理有很大的帮助。

论文研究主要完成硬件和软件两部分工作：

硬件部分主要是运用机械臂建模理论，正运动学及逆运动学的知识搭建机械臂硬件平台，研究机械臂的速度和静力控制以及轨迹规划并将其运用到硬件系统中^[3]。通过以上研究最终实现机械臂硬件系统的搭建，为后续的软件编程提供合理准确的控制和结构模型。

软件部分主要是根据搭建的硬件控制模型平台，根据需求设计软件流程框图，研究各控制模块的编程基本规则，使用Python语言进行模块编程，最终将各模块的程序下载进入硬件平台，操作uArm Swift机械臂实现码垛功能。

2、主要解决的问题及目标

（1）实现机械臂更精准的传感识别；