ในด้านหุ่นยนต์หุ่นยนต์แบบขนานคาร์ทีเซียน (Cartesian parallel manipulators)คือหุ่นยนต์ที่เคลื่อนย้ายแท่นโดยใช้ กลไกเชื่อมต่อ แบบขนาน ( kinematic linkagesหรือ 'แขน') ที่เรียงตัวตามระบบพิกัดคาร์ทีเซียนแขนหลายตัวเชื่อมต่อแท่นเคลื่อนที่กับฐาน แต่ละแขนถูกขับเคลื่อนด้วยตัวกระตุ้นเชิงเส้น (linear actuator ) และตัวกระตุ้นเชิงเส้นเหล่านี้ตั้งฉากกัน คำว่า 'ขนาน' ในที่นี้หมายถึงวิธีการเชื่อมต่อกลไกเข้าด้วยกัน ไม่ได้หมายความว่าขนานกัน ทางเรขาคณิต กล่าว คือ เส้นตรงที่อยู่ห่างกันอย่าง เท่าๆ กัน

โดยทั่วไปแล้วหุ่นยนต์หรือกลไก (manipulators ) เป็นอุปกรณ์เชิงกลที่ใช้ในการกำหนดตำแหน่งและทิศทางของวัตถุ ตำแหน่งของวัตถุในพื้นที่สามมิติ (3D) สามารถระบุได้ด้วยตัวเลขสามตัว คือX, Y, Zซึ่งเรียกว่า 'พิกัด' ในระบบพิกัดคาร์ทีเซียน (ตั้งชื่อตามเรเน่ เดส์การ์ตผู้ริเริ่มเรขาคณิตวิเคราะห์ซึ่งเป็นพื้นฐานทางคณิตศาสตร์สำหรับการควบคุมหุ่นยนต์) พิกัดจะระบุระยะห่างจากระนาบอ้างอิงสามระนาบที่ตั้งฉากกัน ทิศทางของวัตถุใน 3 มิติสามารถระบุได้ด้วยตัวเลขเพิ่มเติมอีกสามตัวที่สอดคล้องกับมุม การ วางแนว หุ่นยนต์ ตัวแรกถูกพัฒนาขึ้นหลังสงครามโลกครั้งที่สองสำหรับห้องปฏิบัติการแห่งชาติอาร์กอนเพื่อจัดการกับวัสดุกัมมันตรังสีสูงได้อย่างปลอดภัย จากระยะไกล หุ่นยนต์ ควบคุมด้วยระบบตัวเลข (NC machines) เครื่องแรกถูกพัฒนาโดยบริษัท Parsons Corp.และห้องปฏิบัติการ Servomechanisms ของ MITสำหรับการใช้งานด้านการกัดขึ้นรูปเครื่องจักรเหล่านี้วางตำแหน่งเครื่องมือตัดสัมพันธ์กับระบบพิกัดคาร์ทีเซียนโดยใช้แอคทูเอเตอร์เชิงเส้นสามตัวที่ตั้งฉากกัน ( ข้อต่อปริซึมP ) โดยมีโทโพโลยีข้อต่อ(PP)P หุ่นยนต์อุตสาหกรรมตัวแรก[ ^{1 ]} Unimateถูกประดิษฐ์ขึ้นในช่วงทศวรรษ 1950 แกนควบคุมของมันสอดคล้องกับระบบพิกัดทรงกลมโดยมี โทโพโลยีข้อต่อ RRPซึ่งประกอบด้วยข้อต่อหมุนR สองตัวเรียงกัน ^เป็นอนุกรมกับข้อต่อปริซึมP หุ่นยนต์อุตสาหกรรมส่วนใหญ่ในปัจจุบันเป็นหุ่นยนต์ข้อต่อที่ประกอบด้วยโซ่อนุกรมของข้อต่อ หมุน R RRRRRR

หุ่นยนต์แบบขนานคาร์ทีเซียนอยู่ตรงจุดตัดของหุ่นยนต์สองประเภทหลัก ได้แก่ หุ่นยนต์แบบคาร์ทีเซียนและ หุ่นยนต์แบบขนาน หุ่นยนต์แบบคาร์ที เซียนขับเคลื่อนด้วยตัวกระตุ้นเชิงเส้นที่ตั้งฉากกัน โดยทั่วไปแล้วจะมีความสัมพันธ์แบบหนึ่งต่อหนึ่งระหว่างตำแหน่งเชิงเส้นของตัวกระตุ้นกับ พิกัดตำแหน่ง X, Y, Zของแท่นเคลื่อนที่ ทำให้ควบคุมได้ง่าย นอกจากนี้ หุ่นยนต์แบบคาร์ทีเซียนจะไม่เปลี่ยนทิศทางของแท่นเคลื่อนที่ โดยทั่วไปแล้วหุ่นยนต์แบบคาร์ทีเซียนจะ เชื่อมต่อ แบบอนุกรม กล่าวคือ ประกอบด้วย โซ่ เชื่อมโยงทางจลศาสตร์ เพียงชุดเดียว เช่น ตัวกระตุ้นเชิงเส้นตัวแรกเคลื่อนตัวที่สองและต่อไปเรื่อยๆ ในทางกลับกัน หุ่นยนต์แบบขนานคาร์ทีเซียนเชื่อมต่อแบบขนาน กล่าวคือ ประกอบด้วยโซ่เชื่อมโยงทางจลศาสตร์หลายชุด หุ่นยนต์ที่เชื่อมต่อแบบขนานมีข้อดีโดยธรรมชาติ^{[ 2 ]}ในแง่ของความแข็งแกร่ง^{[ 3 ]}ความแม่นยำ^{[ 4 ]}ประสิทธิภาพการทำงานแบบไดนามิก^{[ 5 ] [ 6 ]}และในการรองรับน้ำหนักบรรทุกมาก^{[ 7 ]}

ในที่นี้ได้สรุปประเภทต่างๆ ของหุ่นยนต์ขนานแบบคาร์ทีเซียนไว้ โดยจะรวมเฉพาะกลไกที่เชื่อมต่อแบบขนานอย่างสมบูรณ์เท่านั้น กล่าวคือ กลไกที่มีจำนวนแขนกลเท่ากับจำนวนองศาอิสระของแท่นเคลื่อนที่ และมีตัวขับเคลื่อนเพียงตัวเดียวต่อแขนกลหนึ่งข้าง

ตระกูลมัลติพเทอรอน

สมาชิกของตระกูล Multipteron ^{[ 8 ]} มีองศาอิสระ (DoF) 3, 4, 5 หรือ 6 องศา สมาชิก Tripteron 3-DoF มีองศาอิสระในการเคลื่อนที่เชิงเส้น 3 องศา ( 3T DoF) โดยสมาชิกถัดไปของตระกูล Multipteron แต่ละตัวจะเพิ่มองศาอิสระในการหมุน(R ) อีกหนึ่งองศา สมาชิกแต่ละตัวในตระกูลนี้มีแอคทูเอเตอร์เชิงเส้นที่ตั้งฉากกันและเชื่อมต่อกับฐานคงที่ โดยทั่วไปแล้วแพลตฟอร์มที่เคลื่อนที่ได้จะติดอยู่กับแอคทูเอเตอร์เชิงเส้นผ่านข้อต่อหมุน(R) สามข้อที่ขนานกันทางเรขาคณิต ดูคู่จลนศาสตร์สำหรับคำอธิบายของสัญลักษณ์ข้อต่อแบบย่อที่ใช้ในการอธิบายการกำหนดค่าของตัวจัดการ เช่น ข้อต่อหมุน(R)เป็นต้น

ทริปเทอรอน

Tripteron 3-DoF ^{[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]}ซึ่งเป็นสมาชิกของตระกูล Multipteron มีโซ่จลศาสตร์ที่เชื่อมต่อแบบขนาน 3 โซ่ ประกอบด้วยแอคทูเอเตอร์เชิงเส้น (ข้อต่อปริซึมแอคทีฟP ) ต่ออนุกรมกับข้อต่อ หมุน R 3 ข้อ 3( P RRR) หุ่นยนต์ที่คล้ายกันซึ่งมีแขนรูปสี่เหลี่ยมด้านขนานPa 3 ข้อ3( PR PaR)ได้แก่ Orthoglide ^{[ 14 ] [ 15 ]}และ Parallel cube-manipulator ^{[ 16 ]} Pantepteron ^{[ 17 ]}ก็คล้ายกับ Tripteron เช่นกัน โดยมีกลไกแพนโทกราฟเพื่อเร่งความเร็วในการเคลื่อนที่ของแพลตฟอร์ม

คูดรัปเทอรอน

Qudrupteron 4-DoF ^{[ 18 ]}มี3T1R DoF พร้อมโทโพโลยีข้อต่อ ( 3 P RRU)( P RRR)

เพนแทปเทอรอน

Pentateron 5-DoF ^{[ 19 ]}มี3T2R DoF พร้อมโทโพโลยีข้อต่อ5( P RRRR)

เฮกซาปเทอรอน

Hexapteron 6-DoF ^{[ 20 ]}มี3T3R DoF พร้อม โทโพโลยีข้อต่อ 6( P CRS)พร้อมข้อต่อทรงกระบอกCและข้อต่อ ทรงกลม S

เอ็กซ์แอคทูเอเตอร์

ตระกูลตัวควบคุมคาร์ทีเซียนแบบคู่ 4-DoF หรือ 5-DoF ^{[ 25 ]}เป็นตัวควบคุมแบบขนานคาร์ทีเซียนประเภทโครงสร้างที่มี2T2R DoF หรือ3T2R DoF