机械手是一种将机械、微电子、信息技术融合在一起的，在工业生产中应用非常广泛的高科技自动化工具。基于生产应用的需要，本文以曲轴加工机床自动上下料机械手为基础，对机械手进行机构选型和进行运动学及动力学方面的分析，旨在尽可能的优化结构，降低生产成本，提高生产效率，为机械手的物理样机的制造提供参考和依据。依据加工车间数控机床、上料台、下料台的布局要求，首先为上下料机械手进行选型，确定机械手的机构形式，然后确定该机械手的连杆参数，绘制机构简图。再通过Denavit-Hartenberg法对机械手系统进行运动学研究，推导出其运动学方程，并对其进行运动学方程反解。运动学分析完成后，根据其逆解表达式，结合所选取的机械手空间运行轨迹路径点的坐标，对比常用的轨迹规划方法，采用三次插值法对机械手进行轨迹规划，得出其轨迹方程。然后利用运用拉格朗日法对机械手进行动力学方面的分析计算。对5R机械手进行动力学分析，使机械手系统的非线性耦合性尽可能轻，并且通过分析机械手的动力学特性来提高机械手控制的静态和动态品质，以实现更精确的轨迹跟踪，以期达到最优的动态性能和最优控制。在这个过程中，首先借助Pro/ENGINEER对5R机械手系统建立刚体动力学模型，通过拉格朗日方法对其进行动力学分析，推导出其动力学方程，探究各关节力矩与其转角的关系。动力学分析完成后，将该模型导入ADAMS平台，根据轨迹规划确定的轨迹对机械手进行约束，并对其进行动力学仿真，追踪其末端位置的运动轨迹，输出关节变量的变化曲线，为分析验证该动力学模型的合理性提供依据。最后根据输出的曲线，在不同节拍下进行动力学仿真，探究各个关节加速度对关节力矩峰值的影响。本课题所研究的机械手与实际生产联系紧密，具有理论与实际并用的特点。采用虚拟样机技术，对5R机械手动力学进行了切实有效的分析探讨，有效的提高了机械手建模和分析的效率，为5R机械手的生产制造提供了一系列的参考数据，具有一定的参考价值。