三次元機(jī)械手靈活、自由，能夠?qū)C(jī)械手的各個(gè)部位進(jìn)行獨(dú)立控制。三次元機(jī)械手的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)大致是：機(jī)械手的腰關(guān)節(jié)主要是為了幫助機(jī)身在平面上實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，此部位的驅(qū)動(dòng)電機(jī)屬于直流力矩電機(jī)，這一類(lèi)型的電機(jī)結(jié)構(gòu)屬于三級(jí)齒輪減速傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，由于這種傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造簡(jiǎn)單，所以它工作起來(lái)的效率很高，并且準(zhǔn)確度高。肩關(guān)節(jié)的主要結(jié)構(gòu)是懸臂梁式的結(jié)構(gòu)。

工作原理是通過(guò)直流力矩電機(jī)帶動(dòng)渦輪副桿完成傳動(dòng)工作。肘關(guān)節(jié)的主要結(jié)構(gòu)是擺動(dòng)螺旋式的結(jié)構(gòu)，這一關(guān)節(jié)的特點(diǎn)是比較穩(wěn)定、構(gòu)造簡(jiǎn)單。并且這一關(guān)節(jié)的電機(jī)也是直流力矩電機(jī)。
三次元機(jī)械手優(yōu)勢(shì)有以下幾點(diǎn)：

1.在生產(chǎn)過(guò)程中，將多套模具安裝與同一沖床上連續(xù)自動(dòng)化生產(chǎn)，可以提高生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化程度，生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用三次元機(jī)械手，有利于提高材料的傳送，工件的裝卸、刀具的更換等自動(dòng)化進(jìn)程。

2.三次元機(jī)械手的應(yīng)用可以改善勞動(dòng)條件、避免人身事故在高溫、高壓、低溫、低壓、有灰塵、噪聲、臭味、有放射性或有其它毒性污染以及工作空間狹窄等場(chǎng)合中，用人手直接操作是有危險(xiǎn)或根本不可能的。而應(yīng)用三次元機(jī)械手即可部分或全部代替人安全地完成作業(yè)，大大地改善了工人的勞動(dòng)條件。同時(shí)，在一些動(dòng)作簡(jiǎn)單但又重復(fù)作業(yè)的操作中，以機(jī)械手代替人工進(jìn)行工作，可以避免由于操作疲勞或疏忽造成的人身事故。

3.三次元機(jī)械手可以減少人力，便于有節(jié)奏的生產(chǎn)。