1. 研究目的与意义
目前电线电缆生产企业主要集中在珠三角和长三角，线缆产品交付时面临远距离的运输，所以对于线缆的包装就格外重要。目前主要的包装方式如下图。成卷好的电线，由自动覆膜机覆膜后，立于导轨上，然后由人工码在铲板上，最后装运出货。
人工码垛在过去的几年有很强的优势。其一，以前人工成本低，码垛机器人手臂的成本相对较高，在综合考虑人工成本和机器人手臂的折旧以及维护费用后，人工存在较高的优势。其二，以前运输方式不固定，采用的铲板和包装方式经常变化，制约了机器人的使用。最近几年工人工资的持续走高，工人工资所占比重持续增加，使企业不得不考虑自动化程度高的设备来取代体力劳动；并且年轻工人对于简单、重复的体力劳动越来越厌倦，使得该工序的工人流失率越来越高，也更加迫使企业考虑自动化设备；另外专业的运输公司使得运输方式相对固定，也给机器人手臂的使用提供了便利。
最近几年国外电线电缆企业越来越多的将机器人应用于电线电缆生产和搬运过程中，以降低生产成本，稳定包装尺寸和包装品质，保证交付产品的一致性。
码垛机器人不仅提高了产品的质量和劳动生产率，而且保障了人身安全，改善了劳动环境，减轻了劳动强度，同时对于节约原材料消耗以及降低生产成本也有着十分重要的意义。将工业机器人技术应用于运输工业领域，促使码垛自动化，可以加快物流速度，获得整齐一致的物垛，减少物料的破损和浪费。因此，就提高生产规模和生产效率而言，码垛机器人正发挥着越来越重要的作用，高性能、低成本的码垛机器人将具有广阔的应用市场。
2. 课题关键问题和重难点
对于此课题，最关键的问题是机器人手臂结构的设计，它的设计的好坏，决定了机器人能否正常平稳的工作。在结构设计的过程中，主要存在以下几个方面的难点：
1、 手臂运动型式的确定，如关节式、直角坐标式以及圆柱坐标式等。运动型式的确定，是之后一切设计的基础，如何选择最有效的运动型式，是首先面临的难点。
2、 关节数量的确定以及相应的配置连接方案。在确定了手臂运动型式之后，要确定关节的数量，保证足够的自由度，一般来讲，自由度越多，避障和奇异功能越强，可操作性越好，灵活性越好。但随着自由度的增多将出现机器人机构的复杂化，刚度的削弱、控制起来非常困难等问题。同时，关节之间的连接配置方案的设计，关系到机器人手臂运动的平稳性的好坏，也是不容忽视的。
3. 国内外研究现状（文献综述）
码垛技术是物流自动化领域的一门新兴技术，所谓码垛就是按照集成单元化的思想，将一件件的物料按照一定的模式堆码成垛，以便使单元化的物垛实现物料的存储、搬运、装卸、运输等物流活动。[1、2]
搬运机器人属于一种常见的工业机器人，主要应用于物流自动化领域，用于代替人工进行自动码垛。按基本结构可以分为五种：直角坐标形式，圆柱坐标形式，球坐标形式以及平面关节坐标形式。
（1）、直角坐标形式机器人具有三个移动关节，能使手臂末端沿直角坐标系的x、y、z三个坐标轴作直线运动。
4. 研究方案
（1）自由度的分配以及手臂手腕的组成
手臂是执行机构中的主要运动部件，负责支撑腕关节和末端执行器，并能够使它们在空间正常运动。为了使手部可以达到工作空间的任意位置，手臂一般至少有三个自由度。手臂的结构形式有多种，常用的如图1
5. 工作计划
| 起止日期 | 工作内容 | 备注 |
| 2014年 2月25日至3月10日 | 消化任务，收集、阅读资料 | 第1-2周 |
| 3月11日至3月24日 | 实现原理方案论证与细化，开题报告 | 第3-4周 |
| 3月25日至4月7日 | 机械系统方案设计与各机构的运动设计 | 第5-6周 |
| 4月8日至5月5日 | 机械结构设计，完成装配图、零件图 | 第7-10周 |
| 5月6日至5月19日 | 位姿正解与逆解分析、作业空间分析、三维建模与运动仿真 | 第11-12周 |
| 5月20日至6月9日 | 整理资料，撰写论文 | 第13-15周 |
| 6月10日至6月14日 | 答辩、总结 | 第16周 |
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