21世纪，随着科学技术日新月异的发展，计算机技术、自动控制技术、电子技术都迅速发展起来，农业机械也向着高度自动化、智能化的方向迈进。与此同时，由于人口老龄化和劳动力的缺乏，人工采收的成本在果蔬的整个生产成本中占了很大的比例，有很多国家在进行果蔬采摘机器人的研制与开发。因此，机器人技术也越来越被更多的国家所重视。为了降低研发成本，缩短开发周期，虚拟环境下的产品建模、智能设计与仿真成为机械产品设计，特别是农业自动化机械设计与创新的重要手段。以水果采摘为例，本文主要研究基于知识的机械手智能设计及其仿真，主要从三方面阐述了机械手的智能设计：第一是核心部件知识库，第二是重要手段知识推理机制，第三是系统的开发与实施。其具体研究内容如下：　　(1)研究了如何从现实中提取产品设计的相关知识。统一命名规则和标准是智能与虚拟设计的关键内容，也是本文的创新，论文初步制定了虚拟产品建模与仿真的命名基本标准。虚拟产品建模与仿真命名规则研究了零件信息在计算机中的合理表达，其目的是为了实现产品信息的共享和重用，从而使得不同的产品可以运用相同的零件信息。　　(2)探讨了知识的表达方式，并对显性知识和隐性知识分别给出了知识表达模型。　　(3)本文将发展成熟的数据库技术应用于知识库的构建和管理。详细介绍了基于数据库的知识库的设计过程。　　(4)对智能设计的重要手段--知识融合机理和方法进行了研究。介绍了基于概率的知识融合方法，如主观Bayes方法、可信度方法的优缺点。主要分析了D-S证据理论在证据高度冲突的情况下存在的问题。针对这些不足，在与Yager，Murphy方法进行比较后，认为不能直接对证据进行正则化。因此，去掉了正则化过程，提出了一种新的改进规则。　　(5)对知识重用的研究，根据重用程度的不同，将知识重用分为完全重用、部分重用和无重用三种。再把部分重用分为参数修改和重组，已有模型的重组和框架修改三类。同时，将相似理论应用于知识重用，根据产品的建模和设计对象，给出了相似理论在知识重用中的步骤。　　(6)多软件集成的智能设计系统的构建、开发与实施。在VC++6.0平台上研究机械手智能设计的总体结构，及其与MatLab，EON，Solidworks，SQL Server等软件的通信，从而构建采摘机械手智能设计系统总体框架。开发了水果采摘机械手智能设计与仿真系统，给出了系统的整体流程，个别关键部件的参数化建模、误差分析及其整体性能仿真的实例，实现了虚拟环境下的产品建模、设计与仿真。为设计人员提供了一个基于知识的、参数化的产品设计和仿真系统，及其设计步骤。