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.

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。

移動(dòng)機(jī)器人需要具備在不同環(huán)境中移動(dòng)的能力，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與固定機(jī)器人有很大的區(qū)別。移動(dòng)機(jī)器人的底盤結(jié)構(gòu)是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，常見(jiàn)的底盤結(jié)構(gòu)有輪式、履帶式和足式等。輪式底盤具有運(yùn)動(dòng)速度快、效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，適用于平坦路面的移動(dòng)，如室內(nèi)服務(wù)機(jī)器人和物流搬運(yùn)機(jī)器人。履帶式底盤則具有良好的通過(guò)性和穩(wěn)定性，能適應(yīng)復(fù)雜地形，如野外探險(xiǎn)機(jī)器人和工程搶險(xiǎn)機(jī)器人。足式底盤模仿動(dòng)物的行走方式，具有更好的靈活性和適應(yīng)性，可在崎嶇不平的地面行走，但控制難度較大，目前主要應(yīng)用于科研和特種領(lǐng)域。此外，移動(dòng)機(jī)器人還需要配備合適的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和懸掛系統(tǒng)，以確保其在移動(dòng)過(guò)程中的穩(wěn)定性和可靠性。

協(xié)作機(jī)器人強(qiáng)調(diào)與人類的協(xié)作，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要滿足、靈活和易用等要求。在方面，協(xié)作機(jī)器人通常采用柔軟的外殼材料和低沖擊力的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以減少對(duì)人類的傷害。同時(shí)，協(xié)作機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要便于操作和編程，一般采用直觀的人機(jī)交互界面，讓非專業(yè)人員也能輕松上手。此外，協(xié)作機(jī)器人還需要配備高精度的傳感器，如力傳感器、視覺(jué)傳感器等，以便實(shí)時(shí)感知周圍環(huán)境和人類的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)、的協(xié)作。