被誉为“蔬菜皇冠”的西兰花,因其拥有的营养价值及防癌效果远远超出其他蔬菜,一直深受人们的喜爱。我国西兰花种植面积始终位居世界前列,虽然西兰花种植规模不断扩大,但西兰花机械化采收技术仍未能取得较大突破。通过实地考察台州西兰花的采收情况,传统的人工采收方式因其繁重的操作形式,已无法满足当今不断增长的西兰花产业。因此,本文针对西兰花机械化采收这一难题,设计了一种能够满足西兰花采收要求的采收机械手,为实现西兰花机械化采收提供了理论和试验基础。本文研究的主要内容如下:1)通过实地考察西兰花种植环境,测量并统计了西兰花种植行距、株距以及成熟时花球整体尺寸等关键数据。完成了西兰花物理力学特性分析,并总结出西兰花的采收要求以及采收过程所需注意的问题,为西兰花采收机械手末端执行器的设计提供数据支持。2)根据西兰花的采收要求,明确了末端执行器的设计要求和采收模式。提出了末端执行器的整体设计方案,并对夹持机构进行结构设计、运动学和静力学分析。确定了末端执行器的驱动方式,完成了夹持护板、机架和驱动机构的设计,为西兰花采收机械手的整体结构设计奠定基础。3)根据西兰花的标准化种植模式以及末端执行器的整体方案,合理的确定出采收机械臂的工作准则和结构形式。在对采收机械臂正逆运动学分析的基础上,分析并验证了采收机械臂工作空间的合理性。完成了西兰花采收机械手的整体结构设计。4)建立了西兰花采收机械手与采收试验台的三维模型,并进行虚拟样机的动态仿真分析。同时,对关键零件进行有限元分析,以此来验证西兰花采收机械手结构设计的合理性。5)完成了西兰花采收机械手的装配与采收试验台的搭建。对整体机构进行性能测试试验,包含采收机械臂与末端执行器的性能测试。借助采收试验台,机械手在不同运行速度下针对不同直径的西兰花进行模拟采收试验,采收成功率为84%,平均采收时间为24.71s,验证了西兰花采收机械手的可行性和实用性。