機器人的機械結(jié)構(gòu)是其實現(xiàn)各種動作和功能的硬件基礎，主要包括機身、手臂、關節(jié)和末端執(zhí)行器等部分。機身作為機器人的支撐和承載部件，需要具備足夠的強度和穩(wěn)定性，常見的機身設計有框架式、立柱式和龍門式等。手臂是機器人實現(xiàn)空間運動的關鍵部件，多關節(jié)手臂能夠?qū)崿F(xiàn)復雜的運動軌跡，關節(jié)的設計直接影響手臂的靈活性和運動精度.

機器人具有感知、決策、執(zhí)行等基本特征，可以輔助甚至替代人類完成危險、繁重、復雜的工作，提高工作效率與質(zhì)量，服務人類生活，擴大或延伸人的活動及能力范圍。

傳動結(jié)構(gòu)的作用是將動力源的動力傳遞到機器人的各個運動部件，實現(xiàn)運動形式的轉(zhuǎn)換和運動的傳遞。常見的傳動方式有齒輪傳動、帶傳動、鏈傳動和絲桿傳動等。齒輪傳動具有傳動效率高、精度高、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點，常用于機器人的關節(jié)傳動，能實現(xiàn)較大的傳動比和的運動控制。帶傳動則具有傳動平穩(wěn)、噪聲小、能緩沖吸振等特點，常用于對運動平穩(wěn)性要求較高的場合，如機器人的同步帶傳動，可實現(xiàn)電機與執(zhí)行部件之間的遠距離傳動。鏈傳動適用于較大中心距、低速重載的場合，如一些大型搬運機器人的鏈條傳動。絲桿傳動則常用于將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動，具有精度高、傳動效率高的特點，常用于機器人的直線運動機構(gòu)，如手臂的伸縮和升降。

在機器人結(jié)構(gòu)設計過程中，需要對結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，以提高機器人的性能和降低成本。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計主要包括拓撲優(yōu)化、形狀優(yōu)化和尺寸優(yōu)化等。拓撲優(yōu)化是在給定的設計空間、載荷工況和約束條件下，尋求材料在結(jié)構(gòu)中的分布形式，以達到提高結(jié)構(gòu)性能、減輕重量的目的。例如，通過拓撲優(yōu)化可以設計出更加合理的機器人機身結(jié)構(gòu)，在保證強度和剛度的前提下，減輕機身重量，降低能耗。形狀優(yōu)化是對結(jié)構(gòu)的外形進行優(yōu)化，以改善結(jié)構(gòu)的力學性能和外觀。尺寸優(yōu)化則是對結(jié)構(gòu)的尺寸參數(shù)進行優(yōu)化，如桿件的長度、截面尺寸等，以滿足強度、剛度和穩(wěn)定性等要求，同時降低成本。在進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計時，通常需要借助計算機輔助工程（CAE）軟件，如有限元分析軟件，對結(jié)構(gòu)進行模擬分析和優(yōu)化計算。