由于我国能源紧张局势越来越严重,以清洁能源著称的核电日益受到人们的青睐以及智能机器人技术的迅速发展,为改善作业效率和保证工作人员人身安全,亟待开发一批具有我们自主知识产权的核电站专用机器人。本文在国家自然科学基金“面向核电RCV的机器人自适应与高效作业方法研究”支持下,针对核电站RCV过滤器滤芯更换频繁这一问题,借鉴国内外核电环境监测与救援机器人的技术与经验,设计一台能在高辐射环境下替代工作人员进行过滤器滤芯更换作业的机械手。本文的创新性成果如下:1.对面向核电RCV过滤器的机械手的作业需求进行分析,提取典型障碍信息,提出了一种双功能机械手的总体设计方案,结合滤芯的结构参数对末端执行器进行了详细设计,并对其实现机理进行了研究。2.利用D-H法建立机械手的数学模型,求解了其正运动学和逆运动学方程,利用ADAMS对正运动学进行了仿真,并计算了机械手的的雅可比矩阵及奇异位形,绘制出了机械手的工作空间。3.运用拉格朗日法对机械手的动力学进行分析,并对机械手启动加速阶段仿真,分析了各关节的力矩变化规律以及验证了电机选型的合理性。4.分别利用矩阵法和矢量法对机械手末端误差进行分析,并以末端位置最大误差值为评价指标,运用控制变量法,分析各连杆参数误差对机械手末端位置精度的影响程度,并提出一种基于雅克比矩阵的误差修正算法。本论文主要是对面向核电RCV过滤器的机械手进行结构设计及分析,提出了一种5R串联双作用机械手技术方案,并对其的运动学、动力学及误差进行理论分析,采用理论分析与仿真实验相结合的方法,验证了本课题设计方案已达到预期的技术指标。