机械手臂设计原则
（1）经济性：在满足功能的前提下尽可能采用简单的方案，使用常见的、供应丰富的材料和元器件，以降低生产成本。
（2）可靠性：有电机制动火花对无线通讯及控制系统的干扰，有可能遇到的碰撞以及关节被卡住造成电机堵转等各种情况，对机器人控制系统提出不定的要求。
（3）易维护性：包括机械维护和控制系统软硬件维护，机械上尽可能采用模块设计方法，减少部件种类，提高通用性，便于安装柴拆卸，同时提高可靠性和经济性，控制系统软硬件设计同样采用模块化设计，便于检测测试。
（4）强壮性：机器人的手臂都是由各个关节链接起来的，对刚性的要求比较高。在机械设计上，机器人应具有较好的刚性和较小的传动间隙，不至于发生严重的机械变形，各种接插件不能松动、脱落。
总体结构设计
1机械臂自由度确定的关节设置
机器臂的关节自由度数量和分布情况与机器臂的性能有直接的关系，自由度的多少决定了机械臂的潜在应用能力。自由度设置过少，机械臂的动作不灵活甚至无法实现。要实现机械臂的各类动作，关节自由度数目不能太少，但是基于能满足基本动作的情况下，尽量减少关节自由度，所以关节自由度也不能太多。
分拣系统
1、分拣系统是集图像获取、图像识别、图像定位、码垛、拆垛、数控穿梭行走以及上位计算机管理为一体的开放式柔性自动化系统。系统视觉识别部分对静态或动态的不同物品以及静态或动态的同一物品不同的放置面、放置方向可实现视觉识别定位。
2、在视觉识别分拣系统中，物品分拣速度取决于光学视觉系统主板性能（图像获取所需时间）和视觉系统软件（图像识别、定位算法）的优化。在软、硬件条件限制下，也可采用物品图像动态预读取方式，物品图像的读取、识别与定位计算和分拣前一工作过程重叠，以节省系统时间。另外，也可在保证光亮度或在各种物品间外形、尺寸差异较大的情况下，通过降低物品识别分辨率来提高物品识别成功率、减少物品识别重复次数，最终达到节省系统时间的目的。
已被识别和定位的物品，由分拣根据已获得的物品类型、位置信息选择夹具抓取，再根据物品需放置的站台位置行走至该站台，完成对物品的拆垛、搬运或码垛等任务，最终实现物品的自动分拣装盘及配送。
控制方案概述
计算机控制系统是机器人的核心部分，他决定着控制性能的优劣，也决定机器人使用的灵活程度，当今的机器人计算机控制系统有三种结构：集中控制，主从控制和分布式控制。
集中控制方式即单CPU结构，全部控制功能由一台功能较强的计算机实现计算负担较重，这种方式的速度较慢，早期的机器人以及一些较简单的机器人常采用这种结构。
主从控制方式即二级CPU结构，其一CPU为主机，担当系统管理，完成机器人语言编译和人机接口功能，同时也利用它的运算能力完成坐标变换，轨迹插补，并定时地把运算结果作为关节运动的增量送到分用内存，供二级CPU完成全部管接位置数字控制，这类系统的两个CPU总线之间基本没在联系，仅通过公用内存交换数据。
手臂硬件需求分析
再考虑总体控制方案的时候，首先要明确系统的所有输入和输出情况，以便考虑系统接口如何配置，需要哪些接口资源，然后根据系统对速度，实用性等主面的要求和机器人手臂多关节同时运动的特点，选择合适的单片和控制结构。
控制系统结构
机器人手臂控制系统以PIC16C7X单片为核心，由外部输入，并口扩展，电机驱动，电位器位置反馈测等单元电路构成，单片电路构成，单片机接收由外部输入传来的控制命令，从数据表格中依次取出关节目标数据，进行电机控制，完成命令规定的动作。若在动作期间接收到新的命令，则在完成动作之后在执行新命令，关节位置由连接在关节轴上的编码器取得，经放大电路送入单片机A/D转换接口作为电机控制反馈信号。
CPU板设计
1 PIC16F76 介绍
美国公司推出的8位PIC系列单片机采用精简指令集、哈佛总线结构、二级流水线指令方式，具有实用、低价、指令集小、低功耗、高速度、体积小、功能强和简单易等特点，它体现了单片机发展的一种新趋势。
PIC16C7X采用的是14位RISC指令系统，在保持低价的前提下增加了A/D内部EEPROM存储器、比较输出、捕捉输入、PWM输出、I2C和SPI接口、异步串行通信接口、模拟电压比较器、LCD驱动、FLASH程序存储器等许多功能，是品种最丰富的的系列，广泛应用于各种电子产品中。
PIC16C7X单片机具有以下几大特点:
开发容易，周期短，由于PIC采用RISC指令集，指令少、且全部为单子长指令、易学易用、相对于采用CISC（复杂指令集）结构的单片机可节省30%以上的开发时间2倍以上的程序空间。
高速：PIC采用哈佛总线和精简指令集建立了一种新的工业标准，指令的执行速度比一般的单片机要快4-5倍。
低功耗：PIC采用CMOS设计结合了诸多的节电特性，使其功耗低，PIC百分之百的静态设计可进入休眠（SLEEP）省电状态而不会影响唤醒后的正常运行。
