随着我国苹果园逐渐向矮砧密植栽培模式方向转变,对果园作业机械的需求迫在眉睫。果园作业平台在果园机械装备中发挥着重要作用,能够完成疏花疏果、剪枝、采摘、套袋、运输等作业任务,达到节约劳动成本、降低劳动强度、提高作业效率与增加果园经济效益的目的。针对现有的部分果园作业平台存在体积较大、稳定性差的问题。对果园作业平台进行结构优化设计与稳定性研究,实现整机轻量化与提高整机安全稳定性的目标。基于实地调研新型矮砧密植果园与查阅文献资料,掌握果园园艺特点,整理现有果园作业机械功能特点,实地测量不同地区矮砧密植种植模式果园园艺参数,为果园作业平台结构优化设计和稳定性研究提供依据;遵循果园园艺参数与作业要求的原则,完成整机结构优化设计与关键部件设计计算,利用SolidWorks软件完成三维建模与虚拟装配进行干涉检验并解决干涉问题;为实现整机装置轻量化的目的,利用ANSYS Worksbench软件对整机进行有限元分析并提出结构优化方案,经过结构优化,提高了作业灵敏度,降低了制造成本,剪叉杆与液压缸伸缩支撑杆较优化前相比质量分别减少了 16%和38%,且满足作业强度要求;稳定性研究得到安全稳定性与作业平台负载大小、行驶状态、剪叉升降高度及作业速度等有关,坡面作业下滑角取决于整机与坡道间的附着系数k;为提高作业环节安全稳定系数安装有安全稳定装置,能保证疏花蔬果、套袋、采摘等作业环节的安全稳定性并提高了作业效率;利用Simulation静力学分析得机械结构满足强度条件且整机安全稳定性较好;通过模态分析得机械结构固有频率远远大于内、外部激励频率总和,因此不会发生疲劳破坏与共振现象。动态特性表明结构安全稳定,能较好地满足刚度条件。基于计算与结构优化设计结果对果园作业平台进行详细设计,结合样机加工制造工艺特点完成整机试制。对整机进行试验结果表明:整机结构紧凑可靠、反应速度敏捷、运行平稳、通过性良好;正常工作情况下,作业平台采摘效率约为人工架梯采摘效率的6倍,能够达到提高作业效率、节约劳动成本及增加果园经济效益的目的。作业平台最低与最高平均速度约为0.58 m/s与1.32 m/s。剪叉机构采用液压泵来驱动升降且运行速度较慢,平台上升与下降平均速度约为0.13 m/s与0.19 m/s。作业平台通过的最大爬坡角度小于24.9°。作业平台最小转弯半径与实际计算结果988.7 mm基本相同。作业平台最大载重约为500 kg,试验测得最大载重约为475 kg,偏差约为25 kg,在预估的范围之内,满足作业平台设计要求。