近年来,农业生产正朝着规模化、多样化、精确化方向发展,农业劳动力的成本迅速上升,劳动力不足的现象日趋明显,农业机器人技术越来越受到关注。但是,由于采摘对象的复杂性和工作环境的非结构化,目前国内的采摘自动化程度仍然很低,尤其是采摘机器人的关键部位——机械手,其结构复杂、控制繁琐等因素,造成工作效率低、生产成本较高,故不能在农业生产中得到普遍的适用。所以对采摘机械手的设计及控制研究对于今后农业生产具有深远意义。本文在国家“863”高技术项目“移动采摘机器人关键技术研究”支持下,主要对苹果采摘机械手的设计及其控制进行了研究实验,主要工作如下：1.针对以往机械手出现的一些问题,设计了一种结构较为简单的两指苹果采摘机械手,手指上附着的弹性材料在保证不损坏果实的前提下,机械手完成从抓取到采摘的动作。采摘范围是直径在70-90mm之间的苹果。2.用单片机作为主控制芯片,结合机械结构和要完成的动作设计了控制电路。3.针对所抓果实是非刚体,分析果实在采摘过程中的一些特性。主要包括：在稳定抓持中的形封闭特性、力矩和鲁棒性分析；手腕上升过程中的力学特性研究；旋转拧断时的运动学特性等。4.运用机器视觉的方法,识别果实,判断果实的生长位姿,从而使机械臂带动机械手以最优路径和最佳角度准确到达指定位置,触发传感器动作进行采摘。完成采摘动作后仍用机器视觉方法来判断是否采下。如果没采下,作为新果实重复采摘动作直至采下。通过实验测量了相关特性参数,验证了整套采摘动作的可行性、采摘时间大大降低和成功率明显提高,达到了预期目标。5.在现有机械手的基础上,针对可能存在一些问题,一方面在现有基础上进行改进使其有自适应功能。另一方面又展望了一种新型四指机械手,该机械手具有很好的自适应能力,在采摘的过程中能自行决定握紧水果的力度。分析了柔性抓取过程中,果实作为弹性体的特性变化,对控制算法进行了研究,用仿真验证了理论上的可行性。