1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1研究目的

随着科学技术水平的不断提高和社会的进步，自动化机器的运用越来越普遍，其中，机械臂的运用更是深入到自动化生产的各行各业中。无论是精密的智能芯片生产，还是沉重的集装箱管理，都越来越离不开机械臂周而复始、循规蹈矩的操作。然而，为了能使机械臂进行人为预想的动作，对机械臂三维运动轨迹的寻迹与重现就显得尤为重要。

本研究使用51系列单片机和陀螺仪来控制机械臂的运动和记录机械臂的运动轨迹。51单片机作为一种集成电路芯片，拥有处理数据能力的中央处理器cpu、随机存储器ram、只读存储器rom、多种i/o口和中断系统、定时器/计数器等功能，可以通过编程进而控制机械臂的运动。三维运动轨迹的寻迹需要借助陀螺仪来实现，其是根据牛顿定律，在无外力矩作用在惯性质量上，其角动量矩在惯性空间中恒定的原理来实现空间轨迹的记录。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究目标

由于传统工厂里参与生产的都是人力，对于一些重型零件的搬运和装配或是精密仪器的生产，工人的能力往往相形见绌；而机械臂能够补足人力所不能的缺陷，且只要提供动力，便可以不停歇的运作，不仅节省成本，又大大提高了生产效率。然而，机械臂参与工作中的重点难题便是如何进行人所需要的动作并重复下去。为此，本研究的目标便是使机械臂能识别人为的动作并捕捉和重现。

本文拟解决的问题有以下几点：

3. 研究计划与安排

第1-4周：查阅相关文献，明确研究内容，确定方案，完成开题报告。

第5-6周：完成单片机和机械臂的硬件设计，并且通过编程可以粗略得知机械臂的运动轨迹。

第7-8周：阅读相关英文资料，完成英文资料的翻译。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]孟武胜, 李亮. 基于at89c52单片机的步进电机控制系统设计[j]. 微电机, 2007, 40(3):45-47.

[2]丁伟雄, 杨定安, 宋晓光. 步进电机的控制原理及其单片机控制实现[j]. 煤矿机械, 2005(6):127-129.

[3]康海, 赵坤, 刘书林,等. 基于mpu6050模块的飞行姿态记录系统设计[j]. 电子设计工程, 2015, 23(10):188-190.