机械手虚拟设计与仿真系统是研究机械手的参数化虚拟设计，非标自动化并对机械手在虚拟场景下的运动进行仿真，其结构如下。

 

机械手虚拟设计与仿真系统由机构设计、误差分析、双目立体视觉、机械手仿真和知识手册等5个子模块组成。其中，根据机械手的功能，将机构设计分为三部分:底座、手臂和末端执行器的设计。

 

机械手误差分析从机构误差、视觉误差、相关误差分析。采用双目立体视觉获取采摘果实图像，通过图像分割、腐蚀扩展、匹配等图像处理算法对果实进行识别定位，为机械手提供相应的空间位置参数。机械手仿真主要包括正向运动仿真和反向运动仿真。前向运动仿真是根据用户输入的参数(每个关节的具体数值)来驱动机械手按照预定的参数值进行运动。

逆运动仿真以用户给出的末端执行器空间位置坐标值为基础，通过求解各关节的具体值来驱动机械手根据计算出的参数值进行运动。知识手册采用树形结构，主要是一些公式的推导、结果的对比分析等信息。这些模块所需的所有知识都来自于知识库。了解机械手的虚拟设计和仿真系统体系结构，有助于完善系统，提高机械手的性能。