手臂是主要的执行部件，支撑手的手腕，改变手在空间中的位置。工业机器人的手臂一般有2-3个自由度，即伸缩、回转、俯仰或升降；特殊机械手的手臂一般有1-2个自由度，即伸缩、旋转或直线运动。

手臂总重量大，受力一般比较复杂。移动时直接承受手腕、手和工件(或刀具)的静、动态载荷，特别是高速移动时会产生较大的惯性力(或转动惯量)，造成冲击，影响定位精度。手臂运动部件的重量直接影响手臂结构的刚度和强度。

专用机械手的手臂通常直接安装在主机上，工业机器人的手臂通常与控制系统和驱动系统一起安装在机身(即机座)上。机体可固定，也可以行走，即可以沿地面或导轨移动。

手臂的结构形式必须根据机器人的运动形式、抓取重量、运动自由度、运动精度等因素来确定。同时，设计中必须考虑臂的受力、油(气)缸和导向装置的布置、内部管道与手腕的连接形式等因素，因此在设计臂时应注意以下要求。

1.刚度要大。为了防止手臂在运动过程中过度变形，应该合理选择手臂的横截面形状。一般情况下，工字形截面的抗弯刚度大于圆形截面，空心管的抗弯刚度和抗扭刚度远大于实心轴。因此，通常采用钢管作为臂杆和导杆，工字钢和槽钢作为支撑板。

2.好的导向是防止手臂在直线运动时沿运动轴线转动，或者设置导向装置，或者设计成方形或花键形式的臂杆。

3.不平衡力矩要小。所谓不平衡力矩，是指臂的重量在其支撑转轴上产生的静力矩。为了提高机器人的运动速度，需要尽可能减轻手臂运动部分的重量，以减小不平衡力矩和整个手臂对转轴的转动惯量。

4.运动要平稳，定位精度要高。运动速度越高，手臂重量越大，惯性力造成的定位前冲击越大。运动不稳定，定位精度也不高。因此，应尽可能减轻手臂活动部分的重量，使结构紧凑轻巧，并采取一些缓冲措施。

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