基于目前机器人研究领域需要研究的关键技术之一—新机构的研究，本文提出了一种新型的机器人多自由度关节结构，该结构不仅体积小，重量轻，而且作用空间极大，使得过去许多应用场合下，使用多个单自由度的关节通过连杆连接实现的多自由度动作的功能由一只这种新型的关节结构就可完成，大大简化了机构，降低了复杂性，提高了灵活性，使得机器人的应用场合不断向微型化、小型化拓展，而且由于本结构的机械设计上的特点，使得本关节作用空间较大。 针对我们提出的多自由度关节，本文还在以下几个方面作了些研究工作： (1)建立了关节结构的运动学、动力学方程。 (2)对本关节完成特定圆弧轨迹运动进行了轨迹规划。 (3)针对本关节的负载时变及转动惯量时变问题，研究了基于模系统的广义偏差控制，进行了动、静态的仿真研究，结果表明该方法对这种问题的解决是比较令人满意的。