桁架包括若干龙门结构的支撑部，在支撑部上设有用于安装机械手的横梁，桁架式机械手为三个自由度机械手，桁架机器人包括安装于横梁上的水平运动组件及垂直安装于水平运动组件上的垂直运动组件，垂直运动组件的底部连接有三爪夹持器，水平运动组件和垂直运动组件分别包括用于传动的齿轮和齿条，齿轮和齿条设为相互啮合的斜齿。
桁架式机器人的空间运动是用三个相互垂直的直线运动来实现的。由于直线运动易于实现全闭环的位置控制，所以，桁架式机器人有可能达到很高的位置精度(μm级)。为了实现一定的运动空间，桁架式机器人的结构尺寸要比其他类型的机器人的结构尺寸大得多。桁架式机器人的工作空间为一空间长方体。
桁架机械手结构简单可靠，成本低;齿轮和齿条传动采用斜齿啮合，增加了机械工作载荷、提高了运行平稳性。桁架机械手其结构简单、成本低廉、精度较高，实现将工件在流水线与相应机床加工工位间水平和垂直搬运。
