无患子作为林业生物质能源,具有很高的经济价值。无患子果皮主要成分皂苷是天然洗涤剂,可制作表面活性剂,而且皂苷还被证明具有药用作用,可用于驱虫、抗炎、镇咳等。无患子种仁含油率高达42.7%,更是生物柴油的新原料。但目前无患子果实在采摘上,还采用人工采摘的方式,劳动强度大、采摘效率低、高成本、高隐患。因此对无患子采摘进行研究十分必要,本文主要的研究内容及结论为:(1)建立振动电机-果树的振动数学模型,分析无患子果树随外界激励的振动形式,发现无患子果树可以随振动源一起做简谐振动,通过化简得出频率和加速度有近似二次曲线的关系。进一步针对无患子果树做模态分析以及振动响应测试,研究无患子果树在不同激振条件下的振动响应特性。根据采集到的加速度数据,拟合曲线发现频率和加速度近似成二次曲线关系,和数学模型结论一致。模态分析发现固有频率因果树结构不同而有所差异,果树的振动响应随频率增大而增大。试验中在低频下振动电机位置高振动效果好,高频下振动电机位置低效果好。对于果树分支,较粗分支对振动能量的吸收比细枝大,在频率较高时更为明显。(2)根据得到的振动参数,在采摘季进行振动采摘试验。改变激振器数量,发现双激振的采摘率优于单激振,并且与单激振的加速度均方根值(RMS)相比,双激振的加速度RMS是单激振的两到三倍,并且双激振的采摘率在20Hz时达到最大,为92.3%。此外,随着振动频率的增加,无患子果实脱落位置存在差异。果柄和果耳处的断裂是最主要的脱落形式,通过显微镜观察发现此处的细胞具有更薄、更整洁的细胞壁和细胞腔,细胞间纵向联结强度高于横向连接强度,导致果实在受到扭转时更容易脱落。(3)通过试验中激振力的计算,设计了一种便携式无患子果实振动采摘杆。设计了振+扒采摘模式的不同采摘爪,并在采摘季进行采摘试验。发现九爪头振动采摘杆的采摘效果最好,平均采摘率在85%以上,通过振+扒后采摘率接近100%。为减轻采摘杆工作时对手产生的振感以及疲劳感,设计人型支架辅助装置进行缓冲。对比有无缓冲架下的手传振动值,试验结果发现,人型支架辅助装置可以使采摘杆加权加速度从范围4.26～7.24 m/s2降低到0.53～0.90 m/s2,既能缓解振动,又能减轻负重,使采摘工作更好的进行。