凸轮机构是自动机械中广泛使用的机构，弧面凸轮机构因其优良的运动和动力特性在研究和应用领域受到人们的广泛关注，弧面凸轮机械手即是弧面凸轮机构在工业领域的典型应用，此类型机械手具有高效、成本低、精度高等优点，在工业机械手领域具有较为广泛的应用前景。　　 本文以三维CAD软件Pro/Engineer V4.0为工具，在前人研究的基础上，对弧面凸轮机械手做了如下几方面的研究工作：　　 （1）以弧面凸轮机械手为研究对象，系统阐述了弧面凸轮机械手的工作原理、设计方法、运动形式以及结构形式，设计了机构运动循环图，并以此为基础，对弧面凸轮机械手进行了结构设计；　　 （2）以弧面分度凸轮机构为研究核心，系统阐述了弧面分度凸轮机构的工作原理，推导了弧面凸轮的啮合原理和廓面方程以及通用简谐运动规律曲线的方程，为后续弧面凸轮的三维建模奠定了重要的理论基础；　　 （3）以PRO/E作为三维建模工具，讨论了利用PRO/E对弧面分度凸轮进行三维建模的基本原理和方法，详细介绍了弧面凸轮和平面槽型凸轮三维建模的过程，并以此为基础，利用PRO/E的参数化功能，对弧面凸轮和平面凸轮进行了参数化设计，为后续对PRO/E的二次开发奠定了基础；　　 （4）以VisualBasic作为编程工具，讨论了利用VB API和AGW方法对PRO/E进行二次开发的基本原理和方法，并以此为基础，开发了凸轮参数化设计软件，实现了凸轮机构的参数化设计和自动化三维建模；　　 （5）以建立虚拟样机为主要目标，简要叙述了建立弧面凸轮机械手虚拟样机的基本方法，展示了弧面凸轮机械手的零件、装配体以及运动仿真的效果，真实再现了弧面凸轮机械手的结构组成和运动原理。　　 本文主要有如下几点创新之处：　　 （1）在PRO/E的二次开发方面，提出了利用VB对PRO/E进行二次开发，实现凸轮机构参数化自动化三维建模的方法。区别于目前较为通用的利用VC通过PRO/TOOLKIT进行开发，本文提出的利用VB通过AGW对PRO/E进行二次开发，充分体现了VB编程容易入门、AGW传递函数简单、PRO/E参数化建模功能强大的优点。　　 （2）在参数化设计方面，本文设计了凸轮参数化设计软件，可以对不同类型、不同从动件、不同运动规律的平面凸轮进行参数化设计，可以直接驱动PRO/E进行三维建模。　　 （3）在弧面凸轮的建模方面，本文直接利用PRO/E的参数化方程曲线的功能构建弧面凸轮的三维实体，同时，对弧面凸轮结构参数进行了参数化处理，可以实现相同运动规律下的弧面凸轮参数化建模，大大提高了建模的效率。