机械手,即工业机器人是自动化设备的一个典型代表,它可以代替人力从事搬运、装卸、焊接等工作。在恶劣的作业环境下,机械手显得尤为重要。而随着近期国家经济转型和产业升级的逐渐加快以及劳动力短缺风险的不断加大,一般行业的重复性或有危险性质等劳动由自动化设备来完成已经成为一种必然的趋势。作为机械手开发当中的一环,本文研究搬运机械手结构的校核和优化。结构校核的主要内容是判别虚约束引入的必要性,判别结构的强度和变形量、机械手的运动精度和工作空间等是否符合设计要求。优化工作是在结构校核的基础上进行的。鉴于搬运机械手的结构较为复杂且零部件较多的事实,应用计算多体动力学软件RecurDyn自动建立机械手的动力学数学模型,即搬运机械手功能虚拟样机,避免手工建模的繁琐和错漏。为了能够直观的显示机械手在运动过程中的动态效应,结合了有限元技术将关键部件柔性化,从而建立了刚柔耦合虚拟样机,继而利用刚柔耦合虚拟样机对搬运机械手进行结构校核。通过对刚柔耦合虚拟样机进行仿真分析和结果评价,得出的结论是:1)原设计方案在强度、变形量和运动精度等方面符合设计要求,但过于保守,表现为使用了无必要引入的虚约束,臂杆过长等,因此而导致机械手结构强度的安全裕量过大,机械手工作空间远远超出设计要求等情况;2)原设计方案的机械手在运行过程中会产生干涉,这是由于机壳尺寸过大和躯干部分的支承甲板设计不合理造成的。对前臂动应力的试验研究证明刚柔耦合虚拟样机是正确且可行的。优化工作根据简单化和轻量化的结构优化原则展开,凭经验对机械手结构进行常规优化,有效提升了它的动态性能,并且避免了干涉的发生。本文创造性地利用参数化的简化模型,可以直观地判断不同臂长组合的运动响应,为寻求机械手合理的臂长组合找到了一条有效的途径。