机械手是用来完成抓取和夹持工件的设备，现在已经广泛应用于各行各业，如农作物果实采摘、工件设备等的搬运、医疗手术、注塑冲压焊接辅助以及其他特种作业等。本课题所研究的机械手是应用于石油钻井平台或科学钻探等钻井平台上进行钻柱垂直排放的排管机上的关键部件，排管机用自动化的机械装备代替了人工操作，实现了人与钻杆的分离和钻杆的自动化排放，在钻井作业的同时,远程控制接立根、自动传送和排放钻杆等操作可大大节省钻井时间。钻井过程中使用多种规格的钻杆和钻铤，而国内外目前存在的排管机的夹持范围都是有限的，在夹持大直径钻柱时仍然需要井架工在二层台高空辅助作业，因此没有从根本上解决问题。本课题研制的机械手可实现抓取、夹持、松开立根的动作，同时实现配合铁钻工完成拧卸立根动作来完成立根的接卸，可以配备于所有排管机上使用。通过周密的分析和精确的几何作图,将机械手夹爪复杂位姿调整问题转化为液压缸的直线运动,很好地解决了机械手的精确位姿调整给控制带来的难题,最后通过仿真验证了该方法的正确性及有效性。本课题来源于吉林大学建设工程学院承担的“深部探测技术与实验研究”专项子课题“深部大陆科学钻探装备研制”（SinoProbe-09-05），本课题的目的就是研制一种石油钻机管具运移装置自适应机械手，论文中对设计的机械手进行了详细的结构设计计算、机构的运动学和动力学的分析、对机构的夹持能力进行了详尽的计算、考虑了增大摩擦系数的表面处理方法并提出解决方案、研究了夹持不同直径钻杆夹紧力的变化趋势，最后对各个主要承载零部件在静载下的强度和刚度进行了有限元仿真分析，验证了机械手各零部件的强度。此外，还验证了铁钻工在接卸立根即立根回转时，机械手受到的动载和此时夹持力的变化情况。