本文以实际工程项目“多功能特殊移动作业机器人”为背景，设计移动机器人搭载用操作机械手，使移动机器人具有抓取物体等功能，能够在城市中执行特殊任务。 本文设计了操作机械手的机械结构，完成了操作机械手的总装图绘制，使用PR0／ENGINEER对操作机械手进行了三维建模、装配和运动仿真，并由PRO／ENGINEER的模型分析功能得到操作机械手的各种力学参数。 本文通过建立操作机械手的笛卡尔坐标系，推导出操作机械手的正、逆运动学矩阵方程，并研究了正、逆运动学方程的解；在此基础上建立了操作机械手的工作空间，并讨论了其工作空间的灵活性情况和空洞、空腔的存在可能性。同时利用牛顿-欧拉算法建立了操作机械手动力学方程，进行动力学分析，得到各传动关节所需的驱动功率。 本文最后提出了操作机械手的末端执行器和整体工作的控制策略，为今后开展机械手控制器的设计提出了一种思路和解决方案。