1.机械与驱动系统设计与开发作品一作品一的机器人本体结构为四自由度空间关节坐标型机器人。其本体由底座、大臂、小臂和手腕组成，主体结构是一种四杆机构，机器人共有4个自由度，分别为底座旋转运动、大臂摆动、小臂摆动和手腕摆动，底座、大臂和小臂协调运动，可以控制手腕到达工作空间内的任一位置，便于抓取工件。
1.机械与驱动系统设计与开发作品一机械手要到达的最远距离即机械手能伸出的最大长度大于400mm，留出一定的余量，暂定为440mm左右。由E点、B点、D点构成的三角形就可以计算出ED和BD的长度，假设E到手爪末端G（物料圆心）的长度为120mm，则EB=320mm，综合考虑机构的几何约束和强度等因素，给出各个杆件的长度如附表所示。
1.机械与驱动系统设计与开发作品一末端执行器采用齿轮传动方式，齿轮A、B分别与左右爪固定，驱动电机固定在齿轮B上，当电机转动时，带动齿轮B转动，齿轮B又带动齿轮A反向旋转，左右爪分别通过一个平行四边形结构带动连杆EF和JK实现开合。
1.机械与驱动系统设计与开发作品一机器人共安装了五个舵机，分布位置如图所示。
1.机械与驱动系统设计与开发作品一对本项目制作品来说，手爪抓取的物块质量较轻，主要的负载来自于惯性负载。这里借助Solidworks建模软件，对机器人在不同位置的转动惯量，重心等参数自动计算，再根据给定的加速度值计算相应的电机转矩。具体计算过程不在此赘述。本机器人选择的各电机具体参数如表所示。
2.运动学建模与仿真分析作品一由条件可知，控制小臂摆动的舵机3安装在控制大臂摆动的舵机4的对面。实际上由于四连杆CC1DD1是平行四边形机结构，舵机3安装在四连杆CC1DD1的任何一个铰链处效果是一样的因此该机器人从运动上可以等效为由关节A、B、D和E构成的关节机器人，按照DH坐标系参数进行设置。
2.运动学建模与仿真分析作品一根据上述DH参数，利用MATLAB的工具箱，对机器人进行了运动分析，建立可视化模型。工作空间的计算方法采用蒙特卡罗法，即对四个关节在角度限位范围内，设置10000个采样点，每个采样点对应的代表末端执行器的位置就构成了工作空间。通过工作空间最外圈可以观测到机器人在水平面的最远伸长距离大于440mm。
2.运动学建模与仿真分析作品一
2.运动学建模与仿真分析作品一为了验证机器人在搬运工件过程中的轨迹跟踪能力，给定机器人在笛卡尔空间的一段直线轨迹，得到笛卡尔空间的轨迹规划效果图。
3.控制与感知系统设计与开发作品一控制系统采用主从方案，上位机采用PC，它可以提供友好的人机交互界面，同时内部还有轨迹规划算法，能够对下位机发送控制指令并接收来自下位机的反馈信息。下位机用于实现机器人各自由度的电机控制和采集传感器信息。
3.控制与感知系统设计与开发作品一由于机器人控制系统对实时性要求高，驱动电机又多，考虑未来功能扩展的需求，下位机选用STM32作为MCU控制器。为了减少项目开发的工作量，选用ST官方提供的带有扩展接口的开发板进行实验。
3.控制与感知系统设计与开发作品一STM32的主要控制功能包括包括对电机的控制和对简单传感器的信息采集，即通过输出脉冲或电压来控制电机的转速和运动距离，进而控制机器人的移动轨迹；通过PID等控制算法对控制性能进行优化；通过读取限位开关、光栅尺或编码器等用于测量机器人的位置和状态的传感器，用于调整控制策略。同时，STM32还可以通过串口、CAN总线或者Ethernet等通信接口，与其他控制器或者上位机进行信息交换，实现更复杂的运动控制。
3.控制与感知系统设计与开发作品一为了使机器人完成搬运任务，还需要完成软件开发。为了方便以后程序的调试和改写，本系统采用模块化的编程方法。软件功能模块主要分为上位机界面设计模块和下位机机器人运行模块两部分。同时，为了提高系统的智能性，本系统中集成了视觉控制模块。
1.机械与驱动系统设计与开发作品二作品二的机器人本体结构为圆柱直角坐标类型，机器人的机械结构主要包括：底座回转机构、竖直升降机构、水平移动机构和末端执行器。底座回转机构采用舵机加交叉滚子轴承的形式，实现机器人的回转；竖直升降机构和水平移动机构采用了的直线模组，铝型材末端通过转接件与末端执行器固连。
1.机械与驱动系统设计与开发作品二末端执行器采用两组平行四边形连杆机构，由舵机驱动为电推杆，将电推杆的伸缩转换为连杆的转动，最终转换为两侧手指的开合，手指开合的舵机型号20kg大扭力型（MG996R）。手爪的机构动作原理及实物如图所示。
2.控制与感知系统设计与开发作品二