机械臂的腕关节对于确定末端执行器的位姿以及接触状态具有重要作用,其性能直接决定了整个机械臂性能的优劣,传统的机械臂腕关节多为串联刚性结构,具有较大的工作空间、较高定位精度和响应速度,但是刚性结构对环境的适应性比较差。在康复医疗、家居服务、工业协作等机器人应用环境中,由于人机交互过程存在不可预知性,刚性结构的机械臂容易对人造成伤害,机械臂的柔顺化设计是解决下一代服务机器人社会应用的一个重要课题。本文设计了一款并联三自由度柔顺手腕——SoftWrist,并基于串联弹性驱动器的概念,设计了柔顺手腕的驱动结构,设计制作样机,并进行了实验验证。本论文的主要工作包括：以人体上肢运动学为研究背景,设计3SPS-1S并联机构作为机器人手腕的原型机构,将3个移动副作为驱动副,该柔顺手腕可实现腕关节的外展/内收、伸展/弯曲、外旋/内旋三个转动。建立机器人手腕机构的运动学模型,求解运动学逆解、并推导雅可比矩阵。编写Matlab程序求出SoftWrist的工作空间并实现三维可视化,分析了不同结构参数对工作空间的影响,进行驱动支链的尺寸综合,求解得到驱动支链变化范围。基于可操作度的方法分析了机构的奇异位形和灵活性。最终确定并联手腕的结构尺寸。为实现并联手腕的柔顺化,将弹簧组与电动推杆结合,设计了直线型的双串联弹性驱动器,提出SEA模块的弹簧刚度的确定方法,并设计计算了弹簧参数。绘制SoftWrist样机的三维图和工程图纸,并通过材料选择和结构优化实现柔顺手腕的轻量化设计,制作了SoftWrist样机,采用STM32搭建了SoftWrist的控制系统。完成了刚性和柔性手腕的位姿控制对比实验,实验结果表明SoftWrist具有近似刚性手腕的调姿能力。通过静止和运动状态下的柔顺性实验,验证了该机构具有很好的被动柔顺性以及通过柔顺性控制策略可实现更高的主动柔顺。