随着输油管道运输业的发展，铺设输油管道的工程逐年增加，输油管道的直径变大，搬运过程及工作环境复杂化；传统输油管道搬运方式以起重机或吊管机为主，其耗费大量的人力，效率低，安全性差，不能将输油管道准确的安放到预定位置。针对以上的缺点，本文以履带式挖掘机为基础研制出一款抓管机，并重点对抓管机的工作装置进行了研究。本论文通过分析了输油管道搬运过程的多种工况，对抓管机械手进行了方案设计。根据提出的功能需求进行了结构设计，采用三维软件SolidWorks建立抓管机械手的实体模型。依据机械手运动学理论，结合抓管机工作臂的运动特点进行了运动学分析，求解出运动学方程的正解与逆解，用Matlab软件仿真出有效的工作范围。抓管机械手的主要部件回转支承、横梁、手爪采用有限元分析软件ANSYS/Workbench进行了静力学分析。根据抓管机械手的回转支承、手爪、横梁计算后的应力和应变的数据，分析验证了抓管机械手设计的合理性。通过有限元分析软件ANSYS/Workbench对抓管机工作装置进行了模态分析，提取自由约束状态下，整体结构前六阶的固有频率和振型图并分析了所得数据。