机器人关节是使机器人系统能够运动的基本组件，其中旋转关节和移动关节是最常见的。 旋转关节（或转动关节）允许绕单轴旋转，类似于门铰链或人的肘部。 这种类型提供一个自由度 (DOF)，广泛用于机器人手臂，例如工业装配线中的机器人手臂。 例如，六轴工业机器人通常使用六个旋转关节来实现复杂的方向调整。 移动关节（或线性关节）允许沿单轴进行线性运动，如滑动抽屉或活塞。 它也提供一个 DOF，并且常见于需要精确线性位移的应用中，例如 3D 打印机（Z 轴运动）或 CNC 机床。 由于其简单性和可预测的运动，这两种关节类型都是机器人技术的基础。
除了旋转关节和移动关节外，其他专用关节还可以满足更复杂的运动需求。 球形关节（万向节）允许三个旋转 DOF，模仿人的肩膀或髋部。 这些用于需要全方位运动的机器人手腕或无人机。 圆柱关节结合了旋转和线性运动（两个 DOF），例如垂直延伸的旋转螺杆驱动器。 平面关节将运动限制在平面上（两个线性 DOF），在用于精密定位的 XY 工作台中很有用。 虽然这些关节提供了灵活性，但由于控制复杂性，它们在主流机器人技术中不太常见。 例如，球形关节需要先进的算法来管理多个轴，这使得它们的实施成本高于更简单的旋转关节或移动关节。 开发人员通常优先考虑旋转关节和移动关节，用于可以将运动分解为旋转或线性分量的任务。
关节类型的选择直接影响机器人的能力。 旋转关节擅长需要角运动的任务，例如机器人手臂喷涂汽车零件或组装电子产品。 移动关节非常适合包装中的拾放系统等线性任务。 混合系统（例如 SCARA 机器人）将旋转关节用于水平运动，将移动关节用于垂直调整。 相比之下，笛卡尔机器人（例如 3D 打印机）完全依赖移动关节进行 XYZ 轴控制。 选择正确的关节需要平衡工作空间范围、精度和机械复杂性等因素。 例如，旋转关节的圆形工作空间适合旋转任务，而移动关节的线性路径确保了可重复性。 了解这些权衡有助于开发人员设计高效、经济高效的机器人系统，以满足特定应用。