人體手腕對手臂系統(tǒng)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(yè)界都傾向于把更多的注意力放在手爪的開發(fā)上，而不是手腕系統(tǒng)的開發(fā)上。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(zhí)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(nèi)的正運動和負運動。對于未受影響的腕關節(jié)，其大活動范圍通常在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(jié)全部活動范圍的一部分。對這些“功能性”運動范圍的調(diào)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。