针对目前我国在城市窨井清淤方面的不足,如大多数城市仍采用人工清淤的方式、清淤不彻底、工人劳动强度大、存在着安全隐患等这些问题,提出了一种实用的窨井清淤机械手的机构,该机构可以在清淤过程中实现高效率、操作简便、机械代替人工的目的,并对这种窨井清淤机械手进行了设计与研究。1)根据功能需求分析,对窨井清淤机械手提出了设计方案,并对可更换抓斗进行了概述与设计,最后确定了各部分机构的尺寸参数,通过三维建模软件Solid Works对窨井清淤机械手进行了三维模型的建立并进行了模型的装配。2)对机器人运动学理论进行了概述,在运动学理论基础上利用D-H法,对机械手建立了连杆坐标系并进行了机械手运动学分析,得出正逆运动学方程。3)对窨井清淤机械手的主要部位做了力学分析,建立有限元模型,用ANSYS有限元分析软件对水平伸缩臂和升降臂的受力较大的部位做了有限元分析,最后得出等效应力云图和等效应变云图。4)对窨井清淤机械手进行了液压系统的设计并对各个液压缸技术参数做了计算;对窨井清淤机械手进行了控制系统硬件设计和PLC控制系统软件设计。研究成果对我国城市窨井清淤过程中减小劳动强度、提高作业自动化水平、消除工人作业过程中的安全隐患等方面具有重要意义。