欠驱动机械手的完成需要机械设计知识来辅助，一般来说欠驱动机械手技术是综合了机械工程、电子工程、计算机技术、自动控制及人工智能等多种科学的最新研究成果，也是机电一体化技术的典型代表，是当代科技发展最活跃的领域 。欠驱动机械手的应用价值在工业领域非常广泛，所以在机械设计上也额外引起重视，机械手能代替人类完成危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，提高劳动生产率。
　　欠驱动机械手在机械设计中需注重结构设计，那要怎么进行结构设计呢？首先，从机构学的角度来看，欠驱动机械手的结构是由一系列连杆通过旋转关节连接起来的开式运动链。开链结构使得欠驱动机械手的运动分析和静力分析复杂，两相邻杆件坐标系之间的位姿关系、末端执行器的位姿与各关节变量之间的关系、末端执行器的受力和各关节驱动力矩之间的关系等，都不是一般机构分析方法能解决得了的，需要建立一套针对空间开链机构的运动学、静力学方法。
　　除此之外，欠驱动机械手的结构设计还有一定的讲究，由于开链机构相当于一系列悬臂杆串联在一起，机械误差和弹性变形的积累使欠驱动机械手的刚度和精度大受影响，所以在进行欠驱动机械手机械设计时特别要注意刚度和精度设计；再就是欠驱动机械手在进行结构设计时必须要考虑到驱动、控制等方面的问题，这和一般的机械产品设计是不同的，另外，欠驱动机械手的机械设计在结构的紧凑性、灵巧性方面有更高的要求。
　　在进行机械设计时还需要考虑到欠驱动机械手零部件的装配问题。首先是子装配，子装配是在更高一层的装配中作为组件的一个装配，一个子装配包含它自己的组件，子装配是一个相对的概念，任何一个装配部件可在更高级装配中用作子装配，然后是组件对象、组件、自底向上装配、混合装配，理清这些，就需要建立一个机构的详细模型。从实际加工制造角度出发，建立欠驱动机械手各个零部件的实体模型，以及各个标准件和购买件的实体模型，在用SolidWorks软件建立模型时可以用到3DSource工业云平台的零件库，3DSource零件库中包含有千余种厂商件、标准件等模型，方便工程师在建模时不用重复建模可减轻工程师的压力。建模时会将所有零部件实体模型，按照连杆的机构原理装配在一起，完成完整的虚拟样机模型，这样建立的模型可以直接生成工程图纸，用于加工制造和装配。这样的模型，包含的零部件详细、数目多；因仿真中每一个实体都需建立方程，所以直接用这种模型仿真，将会导致模型复杂，计算时间长，且容易出错。
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