我国是梨的主产国之一。目前,梨主要依靠人工采摘,果农在采摘过程中需要爬上树或者借助梯子登高,采摘过程不仅艰辛、工作强度大,而且具有一定的危险性,同时严重的制约了梨行业的健康发展。因此,研发梨采摘器,降低果农采摘的劳动强度,提高采摘效率,以便促进梨种植业的健康发展显得尤为重要。通过对国内外采摘器的发展与研究现状进行分析,发现现存的采摘器普遍存在采摘范围小、果实定位不准、剪切果柄的过程容易损坏果实和操作困难等缺点。所以本文在采摘对象物理力学特性研究的基础上设计了一款手动背负夹爪式梨采摘器。本文以设计的梨采摘器为研究对象,研究内容及结论如下:(1)以梨为采摘对象,分别测定了梨的重量和体积,计算出梨的密度,同时也对果实的外径和果柄的直径进行测量;开展果柄剪切力测试试验,进行梨抗压特性试验研究,得到了采摘对象的物理力学特性。(2)参考测得的采摘对象物理力学特性,进行采摘器整体方案设计,介绍采摘器的机构组成和工作原理;对采摘器关键部件:驱动机构、采摘头机构、伸缩机构、背带调节机构和收集布袋的结构进行设计。(3)根据设计的采摘器,对相关机构部件进行运动学和力学分析,得到机构的运动学方程,驱动操作部件中的操作手柄和绳轮的允许的转角范围分别是152.8°和177.5°,刀片剪切机构正常工作时刀片拉杆环的理论位移为32mm;经过机构力学分析,得到作用在操作手柄上的力为15.9N。(4)对采摘器机构进行了运动学仿真分析,得到仿真结果:操作手柄转动的最大角度为91.6°,绳轮转动的最大角度为150°;内刀片安装半圆环和外刀片安装半圆环转过的最大角度均大于90°;进行了采摘器整体的动力学仿真,得到夹爪与梨模型之间的最大接触力稳定在4.2N;刀片与果柄接触过程的最小接触力为9N;建立采摘器杆件组的有限元分析模型,进行有限元分析计算,得到采摘器杆件组最大变形位置位于采摘头安装处,最大变形量为0.039627mm;最大应力位置在2个杆件的连接处,杆件组所受最大应力为26.63MPa。(5)开展水果采摘器可行性验证试验,结果表明采摘器具备采摘类球形水果的能力。为了进一步验证水果采摘器采摘性能和收集布袋的收集性能,进行实地采摘对比试验,试验结果表明:采摘器采摘,采摘效率比人工采摘的效率提高了 78.6%,收集布袋收集性能良好。