随着油茶果综合利用价值的提高,国家越来越重视油茶树的种植和采收工作,其中采收环节已经成为制约油茶产业发展的重要障碍之一。为提高采摘效率,降低采摘成本,减小劳动强度,研究采摘机械已是迫在眉睫。本文针对油茶果的生物特性设计了一种专门采摘油茶果的机械装置,对其关键部件进行了分析研究,最终制成样机在湖南祁东县奇林油茶种植基地实施了林间采摘试验。主要研究内容如下:(1)首先利用基本的测量工具对油茶果果柄直径、分离拉力、分离扭矩以及果实的大小和尺寸进行测量统计,得出果柄结合力(拉力、扭矩)和其品种、果实位置、果柄直径之间呈弱相关性。然后借助i-Speed3高速摄像机对果实振动进行跟踪拍摄,用i-SPEEDControl Software进行图像的分析、计算,得出果实所受惯性力的大小与果实到振源的距离成反比,针对油茶树二级枝条,在高频低幅的工况下,机械振动采摘效果最佳。(2)基于油茶果力学特性,确定采摘方式,并设计油茶果振动采摘装置的关键部件结构。利用ADAMS软件对采摘臂运动空间和激振机构动力学进行仿真,结果证明:采摘头末端在X、Y、Z三个方向上最大的位移符合设计要求;激振机构滑块在9种工况下的加速度和惯性力大小与理论计算结果基本相符。(3)对采摘头结构进行简化,建立有限元模型。通过有限元分析得出前12阶固有频率,然后进行模态试验,验证采摘头结构有限元模型的可靠性。最后基于第三章采摘头动力学仿真结果对采摘头施加载荷,在模态分析的基础上进一步进行静力学分析,得出采摘头在振频为10Hz、振幅为40mm工况下的应力集中情况。(4)设计林间采摘试验方案,以果实漏采率和花苞损伤率作为衡量采摘效果指标,利用正交试验法探究采摘因素对采摘效率的影响程度,并得出其最佳的采摘因素水平组合为夹持位置距离果实0-260mm范围内,振动频率为10Hz,振幅为20mm的工况下,采摘装置振动8s,果实的漏采率最低,低于15%,花苞损伤率小于35%。