城市垃圾处理是城市环境建设过程中的一项重要工作,而城市窨井及污水管道清理又是城市垃圾处理工作中的关键环节。在城市现代化建设过程中,极易发生生活垃圾及工程物料掉入窨井内,导致重物堆满窨井,堵塞生活污水管道,给排污工作带来了很多困难,甚至会发生生活污水外溢。这给人们的生活带来诸多不便,且会影响环境卫生。目前城市窨井清掏重物工作主要依靠人工清掏,使用较原始清掏工具进行作业。人工清掏效率低下、劳动强度大及安全性差。针对城市窨井清掏重物难于实现机械自动化问题,设计了一种具有自适应抓取和卸载能力的大负载窨井清掏机械手。　　本文分析了目前城市窨井清掏作业现状,提出了窨井清掏机的总体设计方案。在对工业机械手设计理论研究的基础上,阐述了窨井清掏机械手的工作过程及特点;进行了机械手手爪运动学分析和静力计算;利用UG NX软件的设计功能,建立了机械手和回转臂的三维实体模型,装配模型并对机械手手爪进行了运动仿真,获得了机械手手爪的角位移、角速度和角加速度曲线。通过手爪各曲线图,分析手爪的运动特性;利用ANSYS软件的有限元分析功能,对窨井清掏机手爪和回转臂进行了线性静力学分析,获得位移变形图、应力分布图和安全因子图,并对输出结果进行了详细分析。　　通过对机械手进行虚拟建模、仿真、比较、修改与优化,观察并分析角位移、角速度及角加速度曲线的变化规律,验证了所设计的机械手正确、合理。通过对手爪和回转臂进行有限元分析,明确了它们各自的安全系数、应力分布及总体变形情况,分析结果证明了手爪和回转臂的结构设计安全、合理和可靠,为进一步优化设计与研究清掏机械手提供了重要依据。窨井清掏机械手将成为城市建设中的新亮点,对城市现代化建设具有重要意义。