Un manipulateur est un dispositif robotique qui déplace et positionne des objets. Il s'agit du bras et de la main réunis, la partie du robot qui effectue le travail. Les manipulateurs industriels soudent, peignent, saisissent et placent des objets. Les manipulateurs de recherche manipulent des objets fragiles, assemblent des pièces complexes et explorent les fonds marins.

Le mot vient du latin « manus », main. Un manipulateur permet d'étendre la portée et la force humaines. Il peut être utilisé dans des environnements trop dangereux ou trop exigus pour l'homme : à l'intérieur d'un réacteur nucléaire, au fond des océans ou dans un champ opératoire stérile. Sa conception varie considérablement. Un manipulateur à portique se déplace sur des rails aériens. Un manipulateur mobile combine un bras et une base à roues.

Composants du manipulateur

• Base : permet de fixer le manipulateur sur une surface ou un véhicule.
• Liaisons : segments rigides entre les articulations.
• Articulations : axes de mouvement de rotation ou prismatiques.
• Effecteur terminal : l'outil ou la pince située à l'extrémité.
• Actionneurs et capteurs : moteurs, codeurs, capteurs de force.

Les capacités d'un manipulateur dépendent de sa portée, de sa charge utile, de sa vitesse et de sa précision. Un grand manipulateur industriel peut soulever 500 kilogrammes, mais se déplacer lentement. Un manipulateur chirurgical, quant à lui, peut soulever quelques grammes, mais avec une précision micrométrique. Le système de commande coordonne les articulations pour produire un mouvement fluide. La cinématique inverse convertit la position souhaitée de la main en angles articulaires. Le contrôle de la force permet au manipulateur de pousser ou de tirer avec une force spécifique. Le manipulateur est la partie la plus visible de la plupart des robots ; c'est lui qui interagit avec le monde extérieur.