控製器是機器人係統的核心，國外有關公司對我國實行嚴密封鎖。近年來隨著微電子技術的發展，微處理器的性能越來越高，而價格則越來越便宜，目前市場上已經出現了1-2美金的32位微處理器。高性價比的微處理器為機器人控製器帶來了新的發展機遇，使開發低成本、高性能的機器人控製器成為可能。為了保證係統具有足夠的計算與存儲能力，目前機器人控製器多采用計算能力較強的ARM係列、DSP係列、POWERPC係列、Intel係列等芯片組成。此外，由於已有的通用芯片在功能和性能上不能完全滿足某些機器人係統在價格、性能、集成度和接口等方麵的要求，這就產生了機器人係統對SoC（SystemonChip）技術的需求，將特定的處理器與所需要的接口集成在一起，可簡化係統外圍電路的設計，縮小係統尺寸，並降低成本。例如，Actel公司將NEOS或ARM7的處理器內核集成在其FPGA產品上，形成了一個完整的SoC係統。在機器人運動控製器方麵，其研究主要集中在美國和日本，並有成熟的產品，如美國DELTATAU公司、日本朋立株式會社等。其運動控製器以DSP技術為核心，采用基於PC的開放式結構。

　　2、工業機器人控製係統體係結構

　　在控製器體係結構方麵，其研究重點是功能劃分和功能之間信息交換的規範。在開放式控製器體係結構研究方麵，有兩種基本結構，一種是基於硬件層次劃分的結構，該類型結構比較簡單，在日本，體係結構以硬件為基礎來劃分，如三菱重工株式會社將其生產的PA210可攜帶式通用智能臂式機器人的結構劃分為五層結構；另一種是基於功能劃分的結構，它將軟硬件一同考慮，其是機器人控製器體係結構研究和發展的方向。
 

　　3、控製軟件開發環境

　　在機器人軟件開發環境方麵，一般工業機器人公司都有自己獨立的開發環境和獨立的機器人編程語言，如日本Motoman公司、德國KUKA公司、美國的Adept公司、瑞典的ABB公司等。很多大學在機器人開發環境(RobotDevelopmentEnvironment)方麵已有大量研究工作，提供了很多開放源碼，可在部分機器人硬件結構下進行集成和控製操作，目前已在實驗室環境下進行了許多相關實驗。國內外現有的機器人係統開發環境有TeamBots，v.2.0e、ARIA，V.2.4.1、Player/Stage，v.1.6.5.1.6.2、Pyro.v.4.6.0、CARMEN.v.1.1.1、MissionLab.v.6.0、ADE.V.1.0beta、Miro.v.CVS-March17.2006、MARIE.V.0.4.0、FlowDesigner.v.0.9.0、RobotFlow.v.0.2.6等等。從機器人產業發展來看，對機器人軟件開發環境有兩方麵的需求。一方麵是來自機器人最終用戶，他們不僅使用機器人，而且希望能夠通過編程的方式賦予機器人更多的功能，這種編程往往是采用可視化編程語言實現的，如樂高MindStormsNXT的圖形化編程環境和微軟RoboticsStudio提供的可視化編程環境。
 

　　4、機器人專用操作係統

　　（1）VxWorks，VxWorks操作係統是美國WindRiver公司於1983年設計開發的一種嵌入式實時操作係統（RTOS），是Tornado嵌入式開發環境的關鍵組成部分。VxWorks具有可裁剪微內核結構；高效的任務管理；靈活的任務間通信；微秒級的中斷處理；支持POSIX1003．1b實時擴展標準；支持多種物理介質及標準的、完整的TCP/IP網絡協議等。

　　（2）WindowsCE，WindowsCE與Windows係列有較好的兼容性，無疑是WindowsCE推廣的一大優勢。WindowsCE為建立針對掌上設備、無線設備的動態應用程序和服務提供了一種功能豐富的操作係統平台，它能在多種處理器體係結構上運行，並且通常適用於那些對內存占用空間具有一定限製的設備。

　　（3）嵌入式Linux，由於其源代碼公開，人們可以任意修改，以滿足自己的應用。其中大部分都遵從GPL，是開放源代碼和免費的。可以稍加修改後應用於用戶自己的係統。有龐大的開發人員群體，無需專門的人才，隻要懂Unix/Linux和C語言即可。支持的硬件數量龐大。嵌入式Linux和普通Linux並無本質區別，PC上用到的硬件嵌入式Linux幾乎都支持。而且各種硬件的驅動程序源代碼都可以得到，為用戶編寫自己專有硬件的驅動程序帶來很大方便。

　　（4）μC/OS-Ⅱ，μC/OS-Ⅱ是著名的源代碼公開的實時內核，是專為嵌入式應用設計的，可用於8位，16位和32位單片機或數字信號處理器（DSP）。它的主要特點是公開源代碼、可移植性好、可固化、可裁剪性、占先式內核、可確定性等。

　　（5）DSP/Bioses，DSP/Bioses是TI公司特別為其TMS320C6000TM，TMS320C5000TM和TMS320C28xTM係列DSP平台所設計開發的一個尺寸可裁剪的實時多任務操作係統內核，是TI公司的CodeComposerStudioTM開發工具的組成部分之一。DSP/Bioses主要由三部分組成：多線程實時內核；實時分析工具；芯片支持庫。利用實時操作係統開發程序，可以方便快速的開發複雜的DSP程序。
 

　　5、機器人伺服通信總線技術

　　目前國際上還沒有專用於機器人係統中的伺服通信總線，在實際應用過程中，通常根據係統需求，把常用的一些總線，如以太網、CAN、1394、SERCOS、USB、RS-485等用於機器人係統中。當前大部分通信控製總線可以歸納為兩類，即基於RS-485和線驅動技術的串行總線技術和基於實時工業以太網的高速串行總線技術。