随着科技的快速发展,我国面临着人口老龄化的问题,使得劳动力的获取变得艰难。而对于苹果的采摘,我国大部分地区还是通过人工采摘来完成的。因此,人们寻求一种工具来取代人工,于是,农业采摘机器人就由此诞生了。本文从四个方面对苹果采摘机器人进行设计与分析。主要内容如下:首先,根据机械臂的设计参数,建立其运动学模型。并对它的工作空间进行分析。同时,基于机械臂的工作空间,对各杆件长度进行优化。其次,基于苹果的几何参数,建立欠驱动的三指三指节末端执行器来完成对苹果的采摘。采用Ansys对苹果受到手指所给的夹持力进行分析,得到夹持力的取值范围。并在最大夹持力的情况下,对各指节进行静力学分析。基于Adams对末端执行器进行运动学仿真分析,并进行后处理,得到各参数曲线光滑,且没有发生突变,即满足工作要求。再次,为了提高采摘率,本文采用剪切机构来完成果柄与果树的分离。建立剪切机构三维模型,对其驱动机构的参数进行了设定与计算。基于Adams建立剪切机构的虚拟样机模型,分析其在各方向上的位移、速度、加速度。从仿真结果可以得到,在0.15s～0.16s时间段内,动刀片在x、y、z方向上的速度、加速度有突变,但在0.01s内恢复正常,因此,发生突变影响很小,所以剪切机构满足工作要求。最后,对控制方法进行分析,确定采用自适应PD控制方法来建立机械臂的控制系统。建立基于拉格朗日的三杆机械臂动态方程,来对自控率进行计算。基于MATLAB/Simulink和Adams软件,建立机械臂的联合仿真系统,并对比理想和实际角位移曲线图,可得到:第一关节的运动比较平稳,与理想曲线吻合程度较高,说明所设计的控制算法鲁棒性、跟踪效果、自适应能力较好。第二、三关节的实际角位移曲线图有一定的波动,跟踪效果一般。