选用ARM芯片作为机械手控制核心，因其运算能力强、外设接口丰富、易扩展成串行/并行/网络接口便于组网，且LCD与存储器扩展接口能提高智能化程度、提供友好人机交互界面。机械手共有4个自由度加1个机械抓手，共5个不同规格步进电机。

机械设计：第一自由度控制抓手360°旋转，采用42HD2401-100L丝杆步进电机（行程100mm、步距角1.8°）；第二自由度控制运动角度范围0～130°，用57BYG250H步进电机（2.8Nm，配NMRV030蜗轮蜗杆减速比1:20）；第三自由度用86HS4580电机（保持转矩4.24Nm，配RV040减速比1:20）；第四自由度负责平面内360°旋转，底座安装（减速比1:30）。86型号电机用F-MD860驱动器、其余用DM542，配两个24V/250W电源。

硬件设计：控制核心为STM32F103C8T6（48脚），接收上位机串口数据并转为驱动步进电机的脉冲信号，PCB引出全部GPIO可灵活扩展。技术指标：全金属材料、步进伺服混合驱动、重复定位精度±5mm、最大展开半径600mm、高度1000mm、功率<200W。

软件设计：ARM控制板程序用Keil uVision3+MDK3.50开发，含串口通信与脉冲波形产生（用硬件定时器产生方波，长周期用定时器中断、快运动用PWM单元）。上位机用VC实现单轴/三轴运动控制，通过CSerialPort类进行串口通信。项目实践证明该机械手系统体积小、功耗低、性能高、成本低，可加装编码器进一步改进定位精度。