本发明提出的集成两自由度的紧凑型机械臂关节模块包括电机减速器导轨单元、齿轮齿条传动单元、箱体支撑单元、驱动控制单元与外部连接单元。电机减速器导轨单元和齿轮齿条传动单元由箱体支撑单元完成定位和支撑，其传感器和电机接线经过合理布局连接到驱动控制器上，由驱动控制单元负责传感器信号的采集处理与电机的控制；电机减速器导轨单元在伺服电机的作用下经过机械传动将伺服电机的扭矩传递给圆柱齿条，从而带动安装在圆柱齿条的外接法兰旋转运动，齿轮齿条传动单元在直驱电机的带动下经过齿轮传动带动圆柱齿条直线运动，从而带动安装圆柱齿条上的外接法兰直线运动，完成外接法兰对外的旋转运动与直线运动。