Cánh tay robot là thiết bị robot di chuyển và định vị các vật thể. Nó là sự kết hợp của cánh tay và bàn tay, là bộ phận của robot thực hiện công việc. Cánh tay robot công nghiệp được sử dụng để hàn, sơn, nhặt và đặt vật thể. Cánh tay robot nghiên cứu được sử dụng để xử lý các vật thể dễ vỡ, lắp ráp các bộ phận phức tạp và khám phá dưới nước.

Từ này bắt nguồn từ tiếng Latinh manus, nghĩa là bàn tay. Một thiết bị thao tác (manipulator) giúp mở rộng tầm với và sức mạnh của con người. Nó có thể hoạt động trong môi trường quá nguy hiểm hoặc quá chật hẹp đối với con người: bên trong lò phản ứng hạt nhân, dưới đáy đại dương, hoặc trong một khu vực phẫu thuật vô trùng. Thiết kế của nó rất đa dạng. Thiết bị thao tác kiểu giàn (gantry manipulator) di chuyển trên đường ray phía trên. Thiết bị thao tác di động (mobile manipulator) kết hợp một cánh tay với một đế có bánh xe.

Các thành phần của bộ điều khiển

• Đế: dùng để gắn cánh tay robot vào bề mặt hoặc phương tiện.
• Các liên kết: các đoạn cứng giữa các khớp.
• Khớp: trục chuyển động quay hoặc tịnh tiến.
• Đầu kẹp: dụng cụ hoặc bộ phận kẹp ở đầu mút.
• Bộ truyền động và cảm biến: động cơ, bộ mã hóa, cảm biến lực.

Khả năng của một cánh tay robot phụ thuộc vào tầm với, tải trọng, tốc độ và độ chính xác của nó. Một cánh tay robot công nghiệp lớn có thể nâng được 500 kg nhưng di chuyển chậm. Một cánh tay robot phẫu thuật có thể nâng được vài gram nhưng di chuyển với độ chính xác đến từng micromet. Hệ thống điều khiển phối hợp các khớp để tạo ra chuyển động mượt mà. Động học nghịch đảo chuyển đổi vị trí tay mong muốn thành các góc khớp. Điều khiển lực cho phép cánh tay robot đẩy hoặc kéo với một lực cụ thể. Cánh tay robot là bộ phận dễ thấy nhất của hầu hết các robot. Đó là bộ phận tiếp xúc với thế giới.