中国是世界上第二大香蕉生产国，2014年种植面积占世界总量的7.51%，产量占世界总量的10.59%，香蕉已成为中国热带、亚热带地区重要的经济产业之一。香蕉机械化采后处理能够有效保证产品质量，提高产品附加值，香蕉采后处理环节主要包括落梳、清洗、分级、包装等。目前国内外落梳作业都是人工操作，导致采后处理生产线无法实现全程机械化。香蕉机械落梳关键技术的研究可以促进落梳装备的开发，有效衔接采收机械和采后处理机械，完善香蕉采收及采后处理全程机械化生产线，促进香蕉产业向现代化方向发展。
　　针对香蕉机械化落梳，测定分析广东省主栽香蕉品种蕉穗基本物理特性与几何尺寸特征，研究果轴夹持原理、梳柄切割原理和蕉梳运移原理，设计包括果轴夹持机构、蕉穗升降机构、香蕉落梳机构和蕉梳运移机构在内的香蕉机械落梳装置，优化主要机构关键参数。主要研究内容包括：
　　（1）利用电子式万能材料试验机和自制的相关试验装置测定了香蕉的蕉穗、果轴、梳柄和蕉梳基本物理参数，采用数值拟合、图像处理等方法对测定结果进行了分析。其中，从果轴初始端至末端，梳柄的轴心弧度、最大厚度、整体轴向厚度、外心间距、梳距，蕉梳重量、果指数、果指长度等都呈递减趋势，果轴及梳柄的含水率呈递增趋势，相邻梳柄在果轴上位置的轴向投影的夹角呈线性关系。
　　（2）基于人工插切式悬挂落梳基本特征，明确机械落梳过程刀具运动方式，确定刀具切割梳柄过程受力图，分析切割阻力与刀刃阻力、法向载荷及摩擦阻力之间的相互作用关系，建立了梳柄切割数学模型，根据该模型计算出给定刀具参数下落梳过程切割力曲线和切割轨迹曲线。其中，利用自制摩擦系数测定装置测定梳柄断面与刀具之间摩擦系数平均值为0.71；基于电子式万能材料试验机，利用自制香蕉插切落梳试验装置测定切割阻力y轴向分力的力值，试验表明切割力理论模型与试验曲线趋势一致，模型峰值误差为3.01%，模型构建合理。
　　（3）对比分析弧形夹持部件、多边形夹持部件、弧形带齿夹持部件和多边形带齿夹持部件对果轴夹持效果的影响，确定弧形夹持部件为香蕉机械落梳装置夹持机构的关键部件。理论分析果轴夹持过程中最大摩擦力影响因素，建立数学模型，通过该模型可以计算给定夹持参数下最大摩擦力的大小。试验表明，当夹持部件未嵌入果轴内部时，最大摩擦力试验结果平均值为122.47±4.43 N，理论值为125.7 N，显著性分析表明理论值与试验值间差异不显著；当夹持部件嵌入果轴内部时，最大摩擦力试验结果平均值为355.23±14.26 N，理论值为334.77 N，显著性分析表明理论值与试验值间差异不显著。
　　（4）蕉梳运移是指将落梳后的蕉梳通过输送带运移至后续处理设备，运移机构是香蕉机械落梳装置的主要执行机构之一。通过分析蕉梳运移过程开始阶段和平稳阶段的速度与力学参数特征，确定蕉梳与输送带之间摩擦方式与蕉梳尺寸、运移速度及摩擦系数之间的相互关系，明确了蕉梳运移原理。研究表明，当蕉梳相对输送带运动方式为纯滚动时，输送带安全运移蕉梳最大速度为0.80 m/s。试验表明，蕉梳与输送带之间的摩擦力与输送带材质、运移速度和摩擦类型等参数有关，以滑动摩擦系数为指标确定蕉梳运移参数为：输送带材质为PVC纹面输送带，运移速度为0.35 m/s，摩擦类型为湿摩擦。
　　（5）基于果轴基本物理特性与几何尺寸特征、梳柄切割数学模型、果轴夹持力学模型和蕉梳运移原理等，设计了包含果轴夹持机构、蕉穗升降机构、香蕉落梳机构和蕉梳运移机构在内的香蕉机械落梳装置，并优化了关键部件参数。其中，夹持机构试验表明，以夹持部件与果轴间的当量摩擦力为指标，夹持参数最优值为橡胶材质，内弧面面积1885.0 mm2，气缸气压0.5 MPa，果轴直径69 mm；落梳机构试验表明，综合峰值切割力、切割功和切口质量评分三个指标，确定机械落梳参数取值范围为果轴直径45～50 mm，落梳速度50～60 mm/s，刀组数4～6组，刀具倾角0～5°，硬质刀具宽度8～14 mm，硬质刀具厚度2～3 mm，硬质刀具刃角20～30°，软质刀具宽度10～14 mm，软质刀具厚度0.2～0.4 mm；运移机构研究表明，蕉穗升降速度为50 mm/s，落梳速度为50 mm/s时，为避免蕉梳相互碰撞，机械运移速度区间为126.58～352.94 mm/s。