番木瓜在我国有“岭南佳果”的美誉,是有着广阔发展前景的热带特色水果。目前,国内外收获番木瓜采用机械方式的还很少,由于采摘作业的复杂性,采摘的自动化程度仍然比较低,采收主要还是以人工为主。因此,基于对番木瓜的外形特征和生物力学性质的研究基础上,通过摘取方式基础试验确定采摘机构方案,设计并制作了一种欠驱动番木瓜机械采摘末端执行器,并进行了摘取性能试验研究,主要研究工作如下:1)选定岭南和台农2号两个品种的番木瓜为研究对象,基于逆向工程技术,利用Sense 3D扫描仪、Sense软件和Geomagic Studio软件重建番木瓜曲面模型,运用Pro/E软件对番木瓜进行了外形特征参数提取。2)对两个品种及不同成熟度条件下的番木瓜整果进行力学特性的试验研究,得到同一加载速率下整果的压缩力、刚度及弹性模量与变形量的变化关系;不同加载速率下整果压缩力与变形量关系。对比不同橡胶材料与番木瓜表面在干燥和潮湿环境下的摩擦系数并选定乒乓球拍胶皮。3)从获取和分离果实的角度以及人工摘取方式分析,确定扭断摘取方式。设计制作扭断摘取装置进行试验,将得到夹持力、扭矩和扭断角度等参数进行数据整合,利用SPSS软件,采用方差分析及回归与相关性分析进行影响因素的确定分析。4)基于末端执行器的基本功能需求分析,进行了总体方案设计,以欠驱动原理为依据确定整体结构方案,选取驱动电机后确定关键尺寸参数。利用SolidWorks软件设计了一个包括三个指部机构、手掌机构、驱动机构、连接组件和支座组件的机械手。控制系统硬件有电位器和开关等,设计并制作了电路板。5)结合3D打印技术,加工及组装成物理样机模型并进行番木瓜田间采摘试验,得到末端执行器的采摘成功率、采摘损伤率和采摘时间等验证性数据,针对存在的缺陷提出改进的研究方向。