在进行总体的结构设计时，必须满足机器人的运动要求，重量轻并且刚性好，可以优先选择一些简单且实用的结构型式；根据机器人需要实现的功能来选定机器人机构的结构类型,确定机器人的大小、几何尺寸；机器人的制作工艺性要好，成本要低，外观要美观大方。

机器人之所以叫机器人，是因为结构形态都是模仿人类来设计的。机器人的运用自然也要按照人类的行动方式。本文在设计机器人的动作的时候可以也模仿人类姿势。比如走路时可以先分析人类的走路方式，再按照这个模式运用到机器人动作设计中。有一个参照的模式，设计也会有迹可循，少走弯路。

本文的硬件设计方面先确定本文设计最终需要实现的目标。分析要完成目标所需的各个模块。比如本文需要机器人实现行走和其他一些简单的动作，那么本文设计的机器人就至少需要电源模块、驱动模块和控制模块。再依次细分，控制模块中选择能够完成这些动作的控制芯片，驱动模块选用电机驱动还是舵机驱动，完成这些规定动作所需多大的扭力等等。在设计时，选材要尽可能采用标准件，以降低成本，提高互换性。软件方面尽可能采用模块式结构，以提高通用性，也便于后期的软硬件调试，机器人出了故障也方便检修。

整理了本文的大致设计思路，下面将整个设计系统化的一一分析到实地。

2。3 系统设计细节分析

针对机器人需要要完成的预设动作，我们需要详细分析以下几点问题：

（1）双足机器人的材料选择

（2）机器人驱动方式的选择

（3）机器人自由度的分配

2。3。1 双足机器人的材料选择

双足机器人的骨架选用的的材料要求要有较好的刚性，防止由于地势不平或者步行环境不好造成的严重的机械损坏。机器人骨架选材要求在保证结实的前提下质量要尽可能轻，以防整体机械机构过重，舵机的扭力不足可能导致关节的动力输出不足。

从设计需求和性价比考虑，骨架选材应当是铝质件。所以在本设计中，机器人的机身、连接大小臂的U型架等都采用空心薄壁机构，硬铝合金材料，使得零件的刚性好，而且重量轻，不易变形，同时也为了防止各种接插件松动或脱落。拼装好的双足机器人整体高度约 25CM，宽度为 20CM，重量约为 1200g。本文设计的双足机器人采用的骨架设计合理并且结构紧凑，优点突出，组装成功后可以完成多种需求动作。完成了机器人的整体结构的设计，机器人就拥有了完整的结构骨架，但还不能实现任何功能。要实现预设功能首先要让机器人运作。如何使运动起来，接下来就需要考虑机器人的驱动方式。来自~优尔、论文|网www.youerw.com +QQ752018766-

2。3。2 驱动方式选择 

作为一个按照人类设计结构的简单仿人双足机器人，具有足部、膝部、腰部等关节部位，选择驱动方式时是需要适合关节驱动的类型。目前常见的方式有人造肌肉驱动和电机驱动两种。其中人造肌肉适合高端机器人设计，且成本很高，所以本设计不予考虑，而电机驱动技术成熟且价格相对偏低，设计成本小，本文设计一个小型的双足机器人，选用电机驱动就绰绰有余。

适合关节驱动的电机可以分为步进电机、伺服电机、舵机三种。其中，伺服电机有很大弊端，使用时必须要有刹车才能锁定，否则当电机到位后就会失电，此时机器人的伺服电机关节就无法保持原有的位置，并且伺服电机的价格较高，会造成成本偏高的情况；步进电机功能要先进一些，带有自锁的功能，但因为不能形成闭环控制，所以步进电机没有反馈环节，无法进行到位检测，而且必须有零位；舵机，可旋转接近 360 度，运动方向广，依靠根据脉冲宽度（PWM）不同控制，并且只要 PWM 信号一直存在，舵机可以保持当前角度不变，相当于舵机自带有步进电机的自锁功能。即使有其他原因作用使得舵机发生角度偏移，仍能根据脉冲宽度的PWM值归位。