機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)是其實(shí)現(xiàn)各種動(dòng)作和功能的硬件基礎(chǔ)，主要包括機(jī)身、手臂、關(guān)節(jié)和末端執(zhí)行器等部分。機(jī)身作為機(jī)器人的支撐和承載部件，需要具備足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，常見(jiàn)的機(jī)身設(shè)計(jì)有框架式、立柱式和龍門(mén)式等。手臂是機(jī)器人實(shí)現(xiàn)空間運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵部件，多關(guān)節(jié)手臂能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)軌跡，關(guān)節(jié)的設(shè)計(jì)直接影響手臂的靈活性和運(yùn)動(dòng)精度.

機(jī)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(xiǎn)、繁重、復(fù)雜的工作，提高工作效率與質(zhì)量，服務(wù)人類生活，擴(kuò)大或延伸人的活動(dòng)及能力范圍。

傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的作用是將動(dòng)力源的動(dòng)力傳遞到機(jī)器人的各個(gè)運(yùn)動(dòng)部件，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)換和運(yùn)動(dòng)的傳遞。常見(jiàn)的傳動(dòng)方式有齒輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)和絲桿傳動(dòng)等。齒輪傳動(dòng)具有傳動(dòng)效率高、精度高、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)，常用于機(jī)器人的關(guān)節(jié)傳動(dòng)，能實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比和的運(yùn)動(dòng)控制。帶傳動(dòng)則具有傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小、能緩沖吸振等特點(diǎn)，常用于對(duì)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性要求較高的場(chǎng)合，如機(jī)器人的同步帶傳動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)電機(jī)與執(zhí)行部件之間的遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。鏈傳動(dòng)適用于較大中心距、低速重載的場(chǎng)合，如一些大型搬運(yùn)機(jī)器人的鏈條傳動(dòng)。絲桿傳動(dòng)則常用于將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)，具有精度高、傳動(dòng)效率高的特點(diǎn)，常用于機(jī)器人的直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，如手臂的伸縮和升降。

在機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，以提高機(jī)器人的性能和降低成本。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)主要包括拓?fù)鋬?yōu)化、形狀優(yōu)化和尺寸優(yōu)化等。拓?fù)鋬?yōu)化是在給定的設(shè)計(jì)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(dá)到提高結(jié)構(gòu)性能、減輕重量的目的。例如，通過(guò)拓?fù)鋬?yōu)化可以設(shè)計(jì)出更加合理的機(jī)器人機(jī)身結(jié)構(gòu)，在保證強(qiáng)度和剛度的前提下，減輕機(jī)身重量，降低能耗。形狀優(yōu)化是對(duì)結(jié)構(gòu)的外形進(jìn)行優(yōu)化，以改善結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能和外觀。尺寸優(yōu)化則是對(duì)結(jié)構(gòu)的尺寸參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，如桿件的長(zhǎng)度、截面尺寸等，以滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性等要求，同時(shí)降低成本。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，通常需要借助計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）軟件，如有限元分析軟件，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬分析和優(yōu)化計(jì)算。