本书研究的管道施工机械手是用于城市建设中大型地下管网施工的现代化机械设备，针对管道施工现场情况，设计了带有自锁功能、以挖掘机为载体的管道施工机械手。机械手具有4个自由度，借助于挖掘机，可以实现管道在空间范围内的姿态调整。联合采用Solidworks、Ansys、Adams软件建立机械手虚拟样机，虚拟样机采用刚-柔耦合建模方式，为了避免冗余约束的产生，创新性的提出了在模型导轮之间添加过渡轴，为了解决传统添加摩擦力方法不能准确时时跟踪摩擦力的变化的问题，采用添加外力等效运动副中的摩擦力的方法。设计开发了机械手的光电定位系统，分别建立了单靶定位、双靶定位和三靶定位时光电定位系统的数学模型，对光电定位系统进行了仿真并打靶试验。针对管道施工机械手多输入、多输出的非线性、强耦合的系统特征，设计了一种基于RBF的10输入、5输出的模糊神经网络控制器，利用改进的遗传算法对隶属函数和模糊控制规则进行优化，并对控制器进行了仿真与实验研究。该机械手的研究与开发能有效减少管道施工的伤亡事故，提高管道施工的效率，使管道施工与现代化的科学技术有机结合，具有显著的推广应用价值。