在工业现代化进程中,物料搬运机械手正在被广泛应用,但是常用的机械手设计方法已经不能满足现代企业的使用要求。为了适应企业新的要求,本文采用了一种设计方法,用虚拟样机技术对物料搬运机械手进行设计研究。本文在对机械手的结构及其搬运物料的特点进行分析的基础上,确定了四自由度关节型机械手的设计方案,并利用Pro/E软件进行了机构设计和传动系统设计,最终完成虚拟装配；根据传统的Denavit-Hartenberg方法建立该机械手的D-H坐标系,然后求解得到机械手的正、逆运动学方程,为搬运机械手的定位以及运动路径的规划奠定了理论基础；推导了机械手运动的动力学方程,可以为机械手选择驱动器提供依据。论文根据规划的机械手轨迹,用ADAMS软件先后对机械手的运动学、动力学进行了仿真分析,为实际的运动控制实现提供了条件；在动力学分析中发现了机械手系统能耗偏高的问题；随后针对相关参数对机械手进行了优化设计,然后对优化后的机械手系统进行仿真分析,并将机械手系统优化前后的参数进行对比分析。对比分析结果表明：与优化前相比,达到了预期目的——机械手工作过程中能量消耗明显降低。