桁架机械手由主体、驱动体系和操控体系三部分组成。按机器人结构分类为直角坐标型，机械手沿二维直角坐标系移动。主体部分一般选用龙门式结构，由y向横梁与导轨、z向滑枕、十字滑座、立柱、过渡衔接板和基座等部分组成，z向的直线运动皆为沟通伺服电动机经过减速机驱动齿轮与y向横梁、z向滑枕上固定的齿条作滚动，驱动移动部件沿导轨快速运动。移动部件为质量较轻的十字滑座和z向滑枕，滑枕选用由铝合金拉制的型材。横梁选用方钢型材，在横梁上设备有导轨和齿条，经过滚轮与导轨接触，整个机械手都悬挂在其上。
工业机器人根据手臂的运动分为四种形式。直角坐标臂可沿三个直角坐标移动；圆柱形坐标臂可提升、旋转和伸缩；球坐标臂可旋转、倾斜和伸缩；关节臂有多个旋转关节。根据执行机构运动的控制功能，工业机器人可分为点位型和连续轨道型。点位型只控制执行机构从一点到另一点的准确定位，适用于机床上下料、点焊、一般搬运、装卸；连续轨道型可控制执行机构按给定轨道运动，适用于连续焊接和涂装。
搬运机器人系统的稳定性分为两个方面。一是机器人的运动倾覆稳定性，主要反映了机器人在复杂的非结构化环境中的运动和工作的可靠性，决定了它是否能完成预期的任务；二是机器人控制系统的稳定性，机器人能否跟踪预期的运动轨迹，反馈控制能否使整个闭环系统的平衡状态逐渐稳定。机器人运动稳定性是机器人运动特性的重要指标，主要是指机器人在运动过程中保持身体稳定性而不倾斜。
桁架机械手，又称上下料机械手、平衡吊、平衡助力器等，是一种新颖的、用于物料搬运及安装时省力操作的助力自动化设备。机械手主机可实现不同重量物料的重力平衡状态，适用于物料的准确移载操作。空载、满载及处理不同工件时，系统可感知其重量变化，并实现载荷在三维空间中的浮动状态，便于准确定位。全程平衡、运动顺滑等特点，使得操作者可以很便捷地实现工件的搬运、定位、装配等操作。