今日機構臂的應用日益廣泛，因此對它各方面的研究也就更巨細糜遺的發展。其中機
械臂的研製應可算是最基本的工作，需面對包羅萬象的分門學問。本文由關節型機械
臂的設計、研究開始著手探討。
本文首先提出系統化的機構臂設計程序，并據此程序探討機構臂之設計與製造。其中
整合了各種電腦輔助設計分析軟體，即用來推得適當機械臂幾何架構並繪出其工作空
間且分析其特性的雛形設計專家系統“ESDIR ”，以同及同樣在PC上執行用來自動推
導機械臂運動及動力方程式的符號式軟體“SEGM”，和在電腦工作站上執行以模擬機
械壁及其工作環境的“CIMSTATION”。
本文接著進行最佳結構、奇異構形等運動學之討論，并由製造及實用的觀點來簡化動
力方程式。據此結果考慮主體結構設計的各項因素如材料選擇、桿橫截面形狀、各桿
尺寸等。並應用簡化後之動力方程式來分析預估各軸耦合驅動所需的力矩值以進行馬
達及驅動系統相關設備之選用。然后組成控制系統的硬體架構，並且在製造機械臂之
前利用電腦繪圖模擬文中所設計的機械臂以確認該臂合於設計規範之要求。
此外為了提高機械臂的定位精度并期望有較簡單的校準方式，本文試著發展一新的、
較簡單的校準數學模型，並探討其它校準數學模型的簡化結果。