1. 关节型机械臂结构设计
如果您仔细观察我们自己的手臂，可以猜出来有几个自由度吗？答案是7个，是的，正与空间站机械臂一样。所以说，空间站机械臂正是对人类手臂的仿生还原，只是又集合了机械工程、力学、材料科学、控制科学、电子科学、信息、视觉、计算机科学等多学科交叉的战略性高技术。
它具有明亮的眼睛——视觉系统，具有触觉神经——也就是末端执行器上面的好多传感器，具有头部和尾部——末端执行器，还具有灵活的关节。机械臂拥有精确操作能力和视觉识别能力，既具有自主分析能力，也可以由航天员进行遥控。
2. 关节式机械臂
不是。目前全球只有4个国家可以独立完成空间机械臂的建造，分别是俄罗斯、加拿大、日本与中国。
天和号空间站上的这条机械臂是由航天科技集团四院44研究所自主研制的，一款七自由度机械臂，它由肩部三个关节、肘部一关节，腕部三个关节组成。所谓“七自由度”，就是说它能像人的手臂一样，具有七自由度的活动能力，通过旋转结构，能在前后左右的任何角度和部位抓取物体，能真实模拟人手臂的灵活转动。这条机械臂大约10米长、能够抓取25吨重的航天器，可以将物体运送至空间站外部的任何位置。
七自由度机械臂技术是一个国家的工业和设计实力的体现，它也是空间站的核心技术之一，这项技术当今世界上只有极个别的国家掌握。此次，天和号装备了性能如此强悍的机械臂，标志着我国航天工业水平取到的巨大进步，向航天航空强国方向迈下坚实的一步！
3. 关节型机械臂结构设计大纲
机械臂是指高精度，多输入多输出、高度非线性、强耦合的复杂系统。因其独特的操作灵活性，已在工业装配、安全防爆等领域得到广泛应用。
机械臂是一个复杂系统，存在着参数摄动、外界干扰及未建模动态等不确定性。因而机械臂的建模模型也存在着不确定性，对于不同的任务，需要规划机械臂关节空间的运动轨迹，从而级联构成末端位姿
4. 关节柔性机械臂
2008年，陈小平选择家庭服务机器人为长期研究目标，进入自主创新阶段。最初，团队在机器人移动底盘上加装了一款进口的机械手臂，但发现手臂太短，且存在安全性、灵活性不足等问题。
团队尝试自己做一款手臂。他们研发了一款刚性机械臂，每个关节上有一套电机、减速器、控制器。但重量和成本都很高，一台机器人成本至少30万元。
“我们决定研发一种更灵活、更安全、更轻的柔性手臂。”陈小平回忆，当时论文和书本里都找不到相关案例，只能从零开始。
经过无数次尝试，2013年，他们终于发现气动蜂巢结构可以满足相关特性。但这种结构在现实世界中并不存在，只能自己手工制作。最初，团队造出的手臂十分简陋，只能“动一动”，没法完成更复杂的动作。
2014年，陈小平扩大了实验室软体机器人组规模，团队成员不断改进控制算法，相继攻克手臂抖动等技术难题。
2016年，团队研发的气动蜂巢网络软体执行器可实现三维空间内对不规则物体的操纵。2017年，陈小平在团队增设柔性手爪研究组，自主研发了刚柔合一的机器人柔性手爪，可抓握多种形状、尺寸和材质的物体，突破了刚性手爪的局限性。
据悉，服务机器人技术在智能制造、医疗康复，家庭服务等领域有巨大研究价值和广泛应用前景。比如，让机器人为不同形状的产品进行表面打磨；对高铁、动车、地铁车厢进行无死角喷涂；或是给卧床的老人喂饭。
5. 机械手臂结构设计
原理：
伯努利机械手(吸盘)就是利用了伯努利原理的机械手，机械手的喷气口中喷出的气体(例如氮气等惰性气体)遇到圆盘的表面(例如上表面，当然也可以是下表面，以上表面为例陈述仅仅是示例性的)后，气体自圆盘上表面迅速扩散，使得圆盘上表面的气流速度大于下表面的气流速度，根据伯努利原理可知，此时圆盘下表面的气压大于圆盘上表面的气压，因而使圆盘被吸附在伯努利机械手上。
在晶圆加工过程中，伯努利机械手通过伯努利原理吸附晶圆，把晶圆放在具有真空吸附功能的真空卡盘上后，机械手放开晶圆。同时真空卡盘通过多孔真空吸附把晶圆吸附到真空卡盘上。工艺结束后真空卡盘停止真空吸附，伯努利机械手吸附晶圆，把晶圆从真空卡盘上取下，并带出工艺腔室。
伯努利机械手主要用于吸附薄片小于200um厚度的晶圆，晶圆薄片脆且易碎、翘度大。在伯努利机械手将晶圆放到真空卡盘上时，如果是伯努利机械手先将晶圆放到真空卡盘上，然后真空卡盘再开启真空吸附，那么晶圆容易出现滑片现象，放置的位置出现偏差，影响整张晶圆的工艺效果的均匀性。如果是真空卡盘先开启真空吸附，伯努利机械手再将晶圆放到真空卡盘上，容易导致晶圆的翘度增加，同时易导致晶圆破碎。
6. 机械手臂结构设计方案
自由度越高机构所执行的动作越多越复杂但是说实话还真没有用到过自由度计算可能机械臂设计时会用到。