机器人按照关节的连接布置形式分为串联机器人和并联机器人，其中串联机器人的结构有直角坐标型、圆柱坐标型、球坐标型、垂直多关节型和水平多关节型。
1.直角坐标型（3P）
这种机器人（见图2-5）由三个平移关节组成，这三个关节用来确定末端操作器的位置，通常还带有附加的旋转关节，用来确定末端操作器的姿态。这种机器人在x、y、z轴上的运动是独立的，运动直观、运动学方程容易求解。它可以两端支撑，对于给定的结构长度，刚性最大；它的精度和位置分辨率不随工作场合而变化，容易达到高精度。但是，它占地面积大，运动速度低，工作范围小。
2.圆柱坐标型（R2P）
圆柱坐标型机器人的定位关节包括两个平移关节和一个转动关节，再附加定向关节来确定部件的姿态。这种机器人可以绕中心轴旋转一个角，工作范围可以扩大，且运动学计算简单；直线部分可采用液压驱动，可输出较大的动力；能够伸入有空腔的机器内部作业。臂部不能到达近立柱或近地面的空间；直线驱动部分难以密封、防尘；后臂工作时，手臂后端会碰到工作空间内的其他物体。圆柱坐标型机器人的工作空间呈圆柱形状，如图2-6所示，其机构简图如图2-7所示。
图2-5 直角坐标型机器人的工作空间
图2-6 圆柱坐标型机器人的工作空间
图2-7 圆柱坐标型机器人的机构简图
3.球坐标型（2RP）
球坐标型机器人的定位由一个滑动关节和两个转动关节来实现。这种机器人可以绕中心轴旋转，中心支架附近的工作范围大，两个转动驱动装置容易密封，覆盖工作空间较大。但该坐标复杂，难控制，且直线驱动装置仍存在密封及工作死区的问题。球坐标型机器人的工作空间呈球缺状，如图2-8所示，其机构简图如图2-9所示。
4.垂直多关节型（3R）
垂直多关节机器人的关节全都是转动的，类似于人的手臂，是工业机器人中最常见的结构。它的工作空间较复杂，图2-10所示的PUMA机器人是最典型的代表。
5.水平多关节型
水平多关节只有平行的肩关节和肘关节，关节轴线共面。例如，SCARA机器人有两个并联的旋转关节，可以使机器人在水平面上运动，此外，再用一个附加的滑动关节作垂直运动。SCARA机器人常用于装配作业，最显著的特点是它们在x-y平面上的运动具有较大的柔性。这种机器人在装配作业中获得了较好的应用。平面关节型机器人的工作空间如图2-11所示，其机构简图如图2-12所示。(www.xing528.com)
图2-8 球坐标型机器人的工作空间
图2-9 球坐标型机器人的机构简图
图2-10 PUMA机器人的工作空间
图2-11 平面关节型机器人的工作空间
图2-12 平面关节型机器人的机构简图
6.并联机器人
并联机器人又称并联机构，其一般结构如图2-13所示。并联机器人固定基座称为静平台，输出端称为动平台，静平台和动平台通过至少两个独立的运动链相连接。机构具有两个或两个以上自由度，是一种并联方式驱动的闭环机构。图2-13所示即一种典型并联机器人结构，图2-14所示为一种典型并联机器人的机构简图。
图2-13 典型并联机器人结构
图2-14 典型并联机器人的机构简图
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