采收作业是林果生产的重要环节。为提高林果采收效率，降低采收成本，针对我国果园矮化密植模式下作业空间小的特点，研究了偏心式林果振动采收机。采用模型简化的方法，建立了采收机-果树系统动力学模型以及果实振动动力学模型，导出了树干振动位移、速度、加速度、振幅、相位差、果实惯性力以及采收机功率的表达式，结果表明：振动系统稳态响应的位移、速度、加速度均呈周期性变化；影响果实振动脱落的主要因素有激振频率和振幅，频率越高或者振幅越大，惯性力的幅值越大，激振效果越好；采收机所消耗的功率与频率的三次方和振幅的一次方成正比关系。设计并分析了偏心式林果振动采收机的关键部件。所设计偏心块的质量矩为1.2kg m，激振部件配套功率为2.2kW；激振力最大为14kN。偏心块在单片、双片重合90°以及双片完全重合的工作状态下都具有足够的强度和刚度以及良好的动态特性。设计了采收机夹持机构，采用平行杠杆式结构，夹持机构夹紧力大小设计3000N，夹持直径90～190mm。设计了采收机振动头悬臂以及振动头升降机构用于调节振动头高度以及伸出长度等。设计了基于PLC和组态软件的采收机控制系统，上位机由触摸屏和MCGS组态监控软件组成，实现采收参数的设定、显示，采收方案选择以及报警等；下位机采用西门子S7-200系列可编程逻辑控制器(PLC)，实现采收机开关控制以及采收参数采集等，上位机与下位机通过RS232/485串口通讯。结果表明：系统满足设计要求、界面友好、运行可靠、操作方便。利用采收机样机对核桃进行采收试验研究，结果表明：1）激振频率对树干全振幅和果实采净率具有显著性影响(p=0.05)，激振频率20Hz时树干全振幅和采净率达到最大值，分别为8.83mm和92.6%；2）建立了激振频率f与采净率Pr的多项式回归模型；3）落果和树干夹持处未见损伤，但激振频率越大，夹持处痕迹越明显，建议控制激振频率于19Hz至20Hz之间，平均采净率约达到89.5%～92.6%。