桁架机械手由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。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。主体部分通常采用龙门式结构，有y向横梁与导轨、z向滑枕、十字滑座、立柱、过渡连接板和基座等部分组成，z向的直线运动皆为交流伺服电机通过涡轮减速器驱动齿轮与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，滑枕采用由铝合金控制的型材。横梁采用方钢型材，在横梁上安装有导轨和齿条，通过滚轮与导轨接触，整个机械手都悬挂在其上，如图1所示。由于桁架机械手输送的速度快，加速度大，加减速时间短。当输送较重的工件时，惯量大，因此，伺服驱动电机要有足够的驱动和制动的能力，支撑元件也要有足够的刚度及强度。只有这样，才能使伺服电机满足桁架机械手输送的高响应，高刚度及高精度要求。在选择合适伺服电机的情况下，根据物料运动的距离和运行节拍，计算出伺服系统的位移和轨迹，对驱动器PID参数进行动态调整。桁架机械手根据接收到的位移、速度指令，经变化、放大并调整处理后，传递给运动单元，通过光纤传感器对运行状态进行实时检测，在高速搬运过程中，运动部件在极短的时间内到达给定的速度，并能在高速行程中瞬间准停，通过高分辨率绝对式编码器的插补运算，控制机械误差和测量误差对运动精度的影响。由于被输送的工件不同，质量也不同，因此，桁架机械手有多种规格和系列。在选择时，根据被输送工件的质量，加工的节拍来选取。但机械手的手臂，夹持方式，则根据被输送工件的形状、结构及机床夹具定夹方式来设计（见图2）
机械手能够借助可编程序来处理和执行任务。机械手主要由手臂、回转装置、运动部件及驱动部件组成。通过对工件外形或工件上定位支撑点定位夹持工件。例如，在汽车发动机加工柔性自动线物流输送中，桁架机械手的夹持模块会根据缸体、缸盖、曲轴等工件的外形特点，选取不同的定位和夹持方式。柔性机械手上采用气缸和电机进行定位和夹持模块的切换驱动，一套机械手可完成不同品种的工件搬运工作。夹持定位模块可根据产品质量和外形的大小采用系列化设计，机械手上的夹持定位模块安装方式相同，针对不同系列的工件，只需切换相应的夹持定位模块即可，满足快速切换的需要。这样，当加工不同品种的工件，只须变换夹持模块就可实现，提高了桁架机械手的柔性化。