機(jī)械臂是多輸入多輸出、高精度、高度非線性的復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)。其主要性能指標(biāo)包括：自由度數(shù)量、最大臂展、工作空間、負(fù)載自重比等。
機(jī)械臂起初應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人，走過了從第一代示教機(jī)械臂、第二代感知機(jī)械臂到第三代智能機(jī)械臂的發(fā)展歷程。
（1）第一代機(jī)械臂，即示教機(jī)械臂，這類機(jī)械臂以示教/再現(xiàn)的方式（Teaching/Playback）的進(jìn)行工作。這種工作方式只能按照事先示教的位置和姿態(tài)進(jìn)行重復(fù)的動作，而對周圍環(huán)境無感覺的功能，其應(yīng)用范圍受到一定的限制。
（2）第二代機(jī)械臂，即感知機(jī)械臂，這類機(jī)械臂具有如視覺、力覺、觸覺等外部感覺功能的機(jī)械臂。這種機(jī)械臂由于具有外部的感覺功能，因此可以根據(jù)外界的情況修改自身的動作，從而完成較為復(fù)雜的作業(yè)。
（3）第三代機(jī)械臂，即智能機(jī)械臂，這類機(jī)械臂除了具有外部感覺功能外，還具有規(guī)劃和決策的功能。從而可以適應(yīng)因?yàn)榄h(huán)境的變化而自主進(jìn)行的工作。智能機(jī)械臂目前還處于研究階段，距離實(shí)際應(yīng)用還有一段距離。
機(jī)械臂的分類方法很多，主要包括：
（1）按用途分為：工業(yè)機(jī)械臂、服務(wù)機(jī)械臂、空間機(jī)械臂、醫(yī)療機(jī)械臂等；
（2）按尺寸分為：小型機(jī)械臂、中型機(jī)械臂、大型機(jī)械臂；
（3）按自由度數(shù)分為：兩自由度機(jī)械臂、三自由度機(jī)械臂、四自由度機(jī)械臂、五自由度機(jī)械臂、六自由度機(jī)械臂、七自由度機(jī)械臂等；
（4）按關(guān)節(jié)連接方式分為：串聯(lián)機(jī)械臂、并聯(lián)機(jī)械臂、混聯(lián)機(jī)械臂；
（5）按坐標(biāo)形式劃分：直角坐標(biāo)機(jī)械臂、圓柱坐標(biāo)機(jī)械臂、球面坐標(biāo)機(jī)械臂、關(guān)節(jié)坐標(biāo)機(jī)械臂（水平關(guān)節(jié)式、垂直關(guān)節(jié)式）、混合坐標(biāo)機(jī)械臂等。
其中，關(guān)節(jié)型機(jī)械臂是常用的一種機(jī)械臂類型，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、空間占用小、工作空間較大、通用性強(qiáng)，還能繞過基座周圍的一些障礙物。工業(yè)機(jī)器人搭載的關(guān)節(jié)型機(jī)械臂通常是具有3~7個自由度的輕量型機(jī)械臂，在人機(jī)協(xié)作等場景還需要機(jī)械臂具有力/力矩檢測能力，以確保人機(jī)協(xié)作的安全性。
