在农业生产过程中,果实采摘是最费时、费力的一个环节,且需要人工手动完成。加之农业生产本身对于季节和天气的要求也比较高,劳动力不足的问题也不断地被放大。多种因素降低了农业的生产效率,影响了农业的发展。杏作为一种营养丰富的果实在我国分布较广,针对上述问题,本文研究一种新型杏果实采摘执行机构,用以解决杏果实机械化采摘水平。本文对杏果实的物理特性进行了分析之后设计了针对杏果实的采摘机执行机构,进行了仿真分析,制作了样机,并利用电子技术和控制理论等相关知识,对杏果实采摘机执行机构控制系统进行了研究,主要研究内容如下:(1)设计了一种杏果实采摘机执行机构。针对杏果实表面比较柔软,易受到损伤的特点,选取尼龙材料作为采摘仿生指材料,且仿生指具有一定角度,采用了基于人手撸指的原理来完成采摘动作。对整个执行机构的电机、减速器以及轴承等零件进行了相应的选型。(2)使用WDW-20微机控制电子式万能试验机针对两个时期(55d和75d时期)的杏果实分别进行了拉伸试验和剪切试验。并用电子天平测得杏果实的质量,再通过计算得到含水率。利用SPSS软件进行相关性分析,得到相关系数,确立相关关系。再进行回归分析,得到回归方程,通过含水率、质量来推算采摘杏果实受到的拉伸力和剪切力的大小。观察杏果实断裂位置,判断杏果实的成熟程度并选择合适采摘执行机构的转速进行采摘,保证经济效益。(3)通过实验测得了采摘杏果实时需要力的大小,然后对采摘机关键部件进行了仿真分析,分析得到采摘仿生指、采摘执行机构以及机架在采摘时可能发生共振的频率,当进行整体实验时应该避免这三个频率下的转速,以保证采摘机执行机构不发生共振,达到不对其产生破坏的目的。(4)在采摘机执行机构装配完成的基础上,设计了控制系统的总体方案,选用了PC+运动控制卡的形式来完成控制系统硬件设计。(5)完成了采摘模拟实验,验证了采摘机执行机构能够顺利的完成采摘任务,并确定了在34 r/min的转速下可以在不伤及果实的前提下高效地完成果实的采摘,根据实验可以推断出当转速保持在30~40r/min时可以高效地采摘杏果实。本试验中东北杏的成熟日期为7月中旬,所以采摘时间应该在7月初,保证果实不被打坏的前提下,调整机器转速完成采摘,实现采摘效率最大化。