一、整个机械手的设计原理
(1)最小运动惯量原理由于机械手有许多运动部件，其运动状况常常变化，因此不可防止地会产生冲击和振动。使用最小运动惯量原理可以提升机械手的运动稳定性，改变其动态特质。因此，在设计中应注意在满足强度和刚度的首要条件下尽可能减小运动部件的水平，并注意运动部件对转轴的质心分配。
(2)尺度规划优化原则当设计需要满足肯定的工作空间需要时，通过尺度优化选择最小的机械臂尺寸，有益于提升机械臂的刚度，进一步减少运动惯量。
(3)高强度材料的选择原则由于机械手从手腕、手臂、手臂到机架依次充当负载，因此有必要选择高强度材料以减少零件水平。
(4)刚度设计原则在机械手的设计中，刚度比强度更要紧。要使刚度很大化，需要合理选择杆件截面的形状和尺寸，提升支撑刚度和接触刚度，合理安排功效在臂上的力和力矩，使杆件的弯曲变形最小化。
(5)靠谱性原则机器人操作器的靠谱性非常重要，由于其机构复杂，环节多。一般来说，部件的靠谱性应高于部件的靠谱性，而部件的靠谱性应高于整机的靠谱性。用概率设计办法可以设计出具有认可靠谱性的零件或结构，用系统靠谱性综合办法可以评价机械手系统的靠谱性。
(6)可制造性原则机器人机械手是一个高精度、高集成度的智能化机械系统，良好的加工和装配可制造性是设计要体现的要紧原则之一。只有适当的结构设计，而没有良好的工艺性，将不可防止地造成机械手的性能降低和本钱增加。
二.机械手的设计办法和步骤
1)确定工作对象和任务在设计操作机之前，第一确定工作对象和任务。
1)焊接任务：假如工作对象是汽车或具有复杂曲面的物体，并且工作任务是对其进行弧焊或点焊焊接，则需要机器人具有较高的制造精度，弧焊任务需要机器人具有较高的轨迹精度、姿态精度和速度稳定性，而点焊任务需要机器人具有较高的姿态精度。这两项任务都需要机器人具有摆弧功能，在狭小的空间内自由移动，并具有防碰撞功能，因此机器人至少有六个自由度。
2)喷漆任务：假如工作对象是汽车或复杂曲面的物体，而工作任务是对汽车内部和车门或复杂曲面的物体表面进行喷漆，则需要机器人手腕灵活，可以在狭小的空间内自由移动，并具有防撞功能；需要机器人可以长期连续、稳定、靠谱地工作。同时，需要机器人有一个光滑的流线型外表面，油漆和气管线通过它的横担和手腕，这样机器人的外表面就不简单积聚油漆和灰尘，也不会污染喷涂的工件，油漆和气管线也不简单损毁；由于喷漆机器人工作在易燃易爆的工作环境中，所以它应该具有防爆功能。同时，机器人对轨迹精度、姿态精度和速度稳定性有更高的需要。机器人应该至少有六个自由度。3)搬运任务：假如工作对象重，工作任务是定点搬运，定位精度高，机器人的承载能力和定位精度高。假如工作对象很轻并且工作任务是定点处置，但是需要小心处置和高定位精度，则需要机器人的高速度稳定性和定位精度。
4)装配任务：需要机器人的高速稳定性和姿态精度。
有些机器人可以完成多种任务，如MOTOMAN-SKI20系列机器人，既可用于交通，也可用于点焊，具有迅速、精致、强大、高安全性的特征；另一种MOTOMAN-SK6/SK16/SK16系列机器人可完成弧焊、搬运、涂胶、喷釉和装配等多项任务，具有速度快、精巧、靠谱性高的特征。
设计新机器人时，应充分分析上述原因，参考国内外同类商品的先进型号，并参考其设计参数。经过反复研究和比较，大家可以确定所需机械零件的特质，并确定设计策略。
