La estructura cinemática 321 es un método de diseño para brazos robóticos ( manipuladores en serie ), inventado por Donald L. Pieper y utilizado en la mayoría de los brazos robóticos producidos comercialmente. La cinemática inversa de manipuladores en serie con seis articulaciones de revolución y con tres articulaciones consecutivas que se cruzan se puede resolver en forma cerrada , es decir, se puede escribir un conjunto de ecuaciones que proporcionen las posiciones de las articulaciones necesarias para colocar el extremo del brazo en una posición particular. y orientación. [1] Un diseño de brazo que no sigue estas reglas de diseño generalmente requiere un algoritmo iterativo para resolver el problema de cinemática inversa.
El diseño 321 es un ejemplo de un manipulador con división de muñeca 6R: las tres articulaciones de la muñeca se cruzan, las dos articulaciones del hombro y del codo son paralelas, la primera articulación cruza la primera articulación del hombro ortogonalmente (en ángulo recto). Muchos otros robots industriales, como el PUMA , tienen una estructura cinemática que se desvía un poco de la estructura 321. Las compensaciones alejan las posiciones singulares del robot de lugares del espacio de trabajo donde es probable que causen problemas.