ベースとエンドエフェクタとが複数のリンクと対偶により直列に結合されるシリアルメカニズムを基本とするアーム機構．油圧シリンダや電動モータをアクチュエータに用い，直交座標型，円筒座標型，極座標型，多関節型などのアーム機構がある．回転型アクチュエータのみで構成される多関節アームは人間の上肢に類似し，動作空間が大きく，エンドエフェクタの姿勢も自由に変えられる．一般に可動部の質量が大きいため，高速動作時には遠心力，コリオリ力などの非線形力の影響が大きく，動力学補償が不可欠となる．