协作机械臂的整体硬件设计主要由伺服关节、连杆外壳、控制柜与示教器和末端执行器这四个部分组成。

  伺服关节是协作机械臂*重要的组成单元，可以理解成整体机械臂的动力单元，一个完整的伺服关节一般由谐波减速器、力矩电机、传感器、驱动器、制动器与外壳这六部分组成。

  力矩电机是通过FOC矢量控制来输出所需求的转速和扭矩，再通过谐波减速器进行转速和扭矩关系的调制，一般在协作机器人中，是经谐波减速器把电机的高转速+低扭矩工况转化为实际使用需要的低转速+大扭矩的工况；FOC矢量控制的底层运算是经过集成嵌入式芯片的驱动器产生，驱动器作为伺服关节底层控制的“大脑”，还具备实时底层计算、输出三相驱动电流，AD/DA输入输出转化与通信协议解析等重要功能；同时为了确保伺服关节输出位置与力的精度，在具体的控制上我们一般要求做闭环，这就需要有位置传感器和力矩传感器将相应关节位置与关节力实时测量反馈至驱动器。

  另外一般我们会要求机械臂在断电时能够保持静止稳定的姿态，因此在伺服关节中一般还会集成相应的驱动器来克服相应的重力矩；之后整体的伺服关节由通过精细设计的CNC外壳，将上述所有提到的主要组成元件串联固定起来。

  协作机械臂在伺服关节的基础上，需要相应的连杆外壳将每个动力单元串联起来，以形成整体的动力传递与机体构型，这里提到的构型具体是指在空间中自由度的数目，一般协作机械臂都以6自由度或7自由度为主，构型上可以称作六轴机械臂或七轴机械臂。七轴机械臂因为存在一个多余空间本身6自由度的冗余自由度，因此在整体运动的灵活性与可达性上更有优势。