人體手腕對手臂系統的靈活性有很大的貢獻，增強了靈巧性和操縱能力。然而，學術界和工業界都傾向于把更多的注意力放在手爪的開發上，而不是手腕系統的開發上。最近有研究表明，與手腕能力有限的高度靈巧終端設備相比，手腕的靈巧度增加可能對操作能力的貢獻更大。當使用簡單的末端執行器時，或當對象完全約束手的手指時，腕部的作用變得特別重要。
健康人的腕部是假肢腕設計的有效基準，也是任何方位裝置都可以考慮的參考點。它能夠做3自由度運動，即旋前/旋后、屈伸和橈側/尺側偏移。每個自由度都是一組成對的運動，指的是每個自由度內的正運動和負運動。對于未受影響的腕關節，其最大活動范圍通常在76度/85度、75度/75度和20度/45度之間，分別為旋前/旋后、屈伸和橈骨/尺側偏移。這些自由度是耦合的，意味著其中一個自由度的運動可以限制另外兩個自由度的運動范圍。
健康的人在日常生活活動中只利用了每個關節全部活動范圍的一部分。對這些“功能性”運動范圍的調查表明，它們介于65度/77度、50度/70度和18度/40度之間旋前/旋后、屈伸和橈骨/尺側偏移的自由度及其運動范圍如圖1所示。
旋轉器用于使終端設備沿前臂的縱向放出或滾動，而屈肌使終端設備彎曲或俯仰, OB棘輪式旋轉手腕，被動腕部裝置的鎖定也可以通過使用不可反向驅動的機構來實現
2自由度腕部由一個與旋轉器串聯的屈肌單元組成，形成一個U型關節。其中一種設備是OBRoboWrist ，它可以同時鎖住前旋和屈曲，當解鎖時，還可以通過轉動手腕上的項圈來調節運動產生摩擦阻力
3自由度人工手腕在某些方面優于人類的手腕，如運動范圍或扭矩輸出。盡管一些假肢在設計中加入了3自由度手腕，但串行3自由度手腕設備在機器人應用中更普遍
具有相同數量自由度的設備之間進行比較時，串行機構往往比并行機構更長，對于串行機構，運動范圍和扭矩規格通常簡單地由執行機構的選擇和基本形狀幾何決定
假肢需要直接的人類互動來發揮功能，而機器人手腕則完全是主動的,假腕還包括外部可調節功能，如可調節摩擦或鎖定；機器人手腕的任何調整通常都是在控制系統內完成的
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1高性能減速器;2高性能伺服驅動系統;3智能控制器;4智能一體化關節;5新型傳感器;6智能末端執行器
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