人体手腕对手臂系统的灵活性有很大的贡献，增强了灵巧性和操纵能力。然而，学术界和工业界都倾向于把更多的注意力放在手爪的开发上，而不是手腕系统的开发上。最近有研究表明，与手腕能力有限的高度灵巧终端设备相比，手腕的灵巧度增加可能对操作能力的贡献更大。当使用简单的末端执行器时，或当对象完全约束手的手指时，腕部的作用变得特别重要。
健康人的腕部是假肢腕设计的有效基准，也是任何方位装置都可以考虑的参考点。它能够做3自由度运动，即旋前/旋后、屈伸和桡侧/尺侧偏移。每个自由度都是一组成对的运动，指的是每个自由度内的正运动和负运动。对于未受影响的腕关节，其最大活动范围通常在76度/85度、75度/75度和20度/45度之间，分别为旋前/旋后、屈伸和桡骨/尺侧偏移。这些自由度是耦合的，意味着其中一个自由度的运动可以限制另外两个自由度的运动范围。
健康的人在日常生活活动中只利用了每个关节全部活动范围的一部分。对这些“功能性”运动范围的调查表明，它们介于65度/77度、50度/70度和18度/40度之间旋前/旋后、屈伸和桡骨/尺侧偏移的自由度及其运动范围如图1所示。
旋转器用于使终端设备沿前臂的纵向放出或滚动，而屈肌使终端设备弯曲或俯仰, OB棘轮式旋转手腕，被动腕部装置的锁定也可以通过使用不可反向驱动的机构来实现
2自由度腕部由一个与旋转器串联的屈肌单元组成，形成一个U型关节。其中一种设备是OBRoboWrist ，它可以同时锁住前旋和屈曲，当解锁时，还可以通过转动手腕上的项圈来调节运动产生摩擦阻力
3自由度人工手腕在某些方面优于人类的手腕，如运动范围或扭矩输出。尽管一些假肢在设计中加入了3自由度手腕，但串行3自由度手腕设备在机器人应用中更普遍
具有相同数量自由度的设备之间进行比较时，串行机构往往比并行机构更长，对于串行机构，运动范围和扭矩规格通常简单地由执行机构的选择和基本形状几何决定
假肢需要直接的人类互动来发挥功能，而机器人手腕则完全是主动的,假腕还包括外部可调节功能，如可调节摩擦或锁定；机器人手腕的任何调整通常都是在控制系统内完成的
由于软体材料的发展，灵巧手也开始柔软起来，如柏林工业大学研制的软体、欠驱动、柔性多指灵巧手、康奈尔大学研制的软体多指灵巧手、北京航空航天大学研制的软体多指灵巧手
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