目前,在一些核设施退役和核泄漏场所,发生事故主要是通过采用没有屏蔽装置的机械手或机器人进行有限作业。针对不同的核辐射环境,对机器人末端执行器的快速自动更换过程进行分析研究,设计了一种机器人末端快换装置,包括连杆、内置液压缸、锥形卡扣、连接轴、内外壳、末端执行器连接体,提高了机器人末端执行器的换装效率以及换装可靠性,且在满足工作需求的前提下,使其结构简单便于生产制造。本文首先根据研究国内外发展现状,分析出存在的问题,提出一种新的快换装置的改进方案。然后介绍了机器人末端执行器快换装置的工作原理及组成,综合考虑各种传动方式的优缺点,初步选定了输出驱动方式为液压后,结合机械设计手册查找相关的设计参数,对机器人快换装置进行了结构设计与计算。接着在设计的基础上,建立了机械手整体结构的示意图,对机械手整体和各个构件进行姿态分析,求出每一活动构件相对于前一构件的位置矢量和姿态矩阵,从理论上分析了机械手的运动过程。再在三维软件Creo上建立快换装置和机械手整体的三维模型,通过姿态分析,利用Creo的机构模块分别对快换装置与工具端和机器人整体进行仿真分析,规划出机械手运动轨迹,通过运动轨迹结合速度、加速度进行评估,验证该快换装置能够完成对接。接着利用Creo的Simulate模块对快换装置的关键零部件锁紧状态下进行受力分析,根据位移、应力、应变分析结果,验证满足材料强度要求。最后规划了实验方案。本文通过理论、仿真、应力分析三者的结合,验证了该快换装置的设计达到要求,也为快换装置的进一步优化设计奠定了基础。