【摘要】[目的]针对传统菊花采收机械作业后菊花留茎长，花丝损伤大等问题，研究设计包络式金丝皇菊采摘机械手。[方法]以金丝皇菊的农艺条件和采摘要求为依据，确定采摘机器人跨垄式的整机架构和主要作业部件结构。对采摘机械臂结构进行选型并优化。通过对金丝皇菊物料特性测定，设计包络式采摘机械手。并通过对金丝皇菊轮廓进行数学建模和曲线拟合，确定包络部件结构。进一步建立刀具-茎秆切割的力学模型，对茎秆切割机构进行花茎分离作业过程的动力学分析，确定舵机输出转速、割刀刃口倾斜角和刃面切割角为影响作业效果的关键因素，并得出各因素值范围。[结果]制定三因素五水平旋转组合优化试验方案，运用Design-Expert对试验结果进行方差分析和响应面分析，并进行多目标优化得到包络式采摘机械手作业的最优工作参数为舵机输出转速16.98 r·min~(-1)、割刀刃口倾斜角25.91°、刃面切割角21.1°。[结论]通过金丝皇菊采摘试验验证得出在最优工作参数下，采摘成功率为91.37%，花丝损伤率为7.93%，留茎合格率为91.04%。研究结果可为金丝皇菊机械化采收提供技术参考。