罗庆生，陈胤霏2，刘星栋，朱 琛

(1.北京理工大学 机电学院，北京 100081; 2.广东省潮阳实验学校，广东 汕头 515100)

0 引言

对于小型仿人机器人来说，机械结构是其骨架与基础，控制系统则是其核心与灵魂。要想设计出一款形象靓丽、结构紧凑、功能出色、性能稳定的小型仿人机器人，开展其机械结构的优化设计和控制系统的合理构建是极为关键的[1-2]。这两项工作在一定程度上相辅相成，共同决定着小型仿人机器人研制水平的高低与成败，需要投入极大的精力才能做好。笔者为开展青少年机器人教育，特地研制了一种具有19个自由度的新型仿人机器人，在研制过程中，着力解决了机器人的机械结构设计与控制系统构建问题。

1 小型仿人机器人的机械结构设计

1.1 机器人结构设计需考虑的问题

小型仿人机器人结构设计的合理与否、优化与否、适用与否直接决定着其整体性能，在其机械结构设计过程中应主要考虑“机器人自由度的分配、驱动器的选型、机器人实体结构的设计、机器人主体制作材料的选择以及机器人整体装配的工艺性”等问题。此外，在机器人结构设计过程中还需要满足以下几个要求：

1)可靠性:机器人结构设计必须满足可靠性要求，可靠的结构是机器人发挥功能的基石；

2)稳定性:机器人结构设计必须满足稳定性要求，稳定的结构是机器人实现运动的前提；

3)方便性:机器人结构设计必须满足方便性要求，在组装机器人时方便与否是判断机器人结构设计水平高低的判据之一；……