腰关节设计是仿人机器人设计中重要的工作之一,腰部关节的加入对于提升仿人机器人运动灵活性、平稳性都有极大作用。本论文将通过对仿人机器人腰部关节的研究与设计,提高仿人机器人腰关节的动态特性与承载能力,拓展仿人机器人工作空间,增强仿人机器人环境适应能力。本文基于并联机构开展对仿人机器人腰关节结构设计的研究,为仿人腰关节的发展与应用提供解决方案和思路,本论文的主要研究内容具体如下:（1）经过对国内外仿人腰关节进行研究与总结,并系统阐述人体腰部关节的解剖学组成、运动机理、运动范围、尺寸大小。并以此为设计参考依据,确定了设计方向和设计要求。（2）结合各类仿人腰关节优点,提出多种可行方案。对方案进行不断地改进,最后采用2PSU-S并联机构作为三自由度仿人腰关节的机构构型。（3）对2PSU-S并联机构构型进行具体分析,计算与验证了该机构的自由度,并通过求解运动学逆解,计算出该仿人腰关节的运动空间,确定出合理的仿人腰关节结构尺寸。（4）对仿人腰关节进行具体的机械结构设计,其中主要包括:传动方法与传动结构设计,底座结构设计,整体结构布局分以及建立整体结构的三维模型和整体结构优化等,通过三维设计软件Solid Works画出结构的三维图,对不同方案进行了分析与选择。（5）联合Labview与SolidWorks对三维样机进行运动仿真,制作并装配了实验样机,搭建了实验平台,完成了样机运动姿态角度测量实验,验证了结构的正确以及合理性。