无患子是一种在东南亚各国以及我国长江流域广泛种植的优良经济树种,尤其是无患子的种子可以用于提炼生物质燃油,经济附加价值很高。随着近年来环境污染的日益加剧以及人们绿色环保理念的不断提升,无患子的价值得以体现。在我国南方,无患子大都生长在半山腰或斜坡上,采收作业很不方便,目前采收无患子多采取人工长杆拍打的方式,不仅作业危险而且效率很低,无患子机械化采收作业研究基本处于空白。因此,研究无患子相关采收特性并据此设计一种无患子采收机十分具有意义。本文主要研究了无患子的物理采收特性及其采收设备,主要内容包括：(1)通过调研与观测研究了无患子果实与果柄的脱落方式并设计试验测定无患子的果柄结合力。试验结果表明切向运动更有利于无患子果实的脱落,最佳采收力大小为2N。研究了成熟时间对于其果柄结合力的影响,其中,抗拉力随成熟时间呈指数函数关系下降,抗剪力随成熟时间呈幂函数关系下降。通过模态分析方法得到了无患子树体的固有频率,采收频率应低于4.4581Hz。(2)根据无患子生长特性及采收要求提出了3种不同的采收方案,加以论证后选择最优方案作为无患子采收方案,计算并选用了合适的弹簧与传动轴,执行机构直线导轨变形率为0.0016%,满足工作要求。通过SolidWorks完成了设备的设计与整体机构的装配,为之后的有限元分析提供了基础。(3)通过ANSYS Workbench分别对采收机的执行机构进行了动力学分析,对传动机构进行了静力学分析,得到工作条件下各零件的等效应力图与变形量图,根据分析结果对薄弱部件进行了优化设计,根据优化后的设计完成了采收机二维加工图纸的绘制,并用于最终采收机的样机试制。本文的成果如下：(1)对无患子基本采收物理特性进行了研究,得到了不同成熟时期无患子果柄力的大小以及变化规律,并分析了时间与气候因素对于果柄力的影响,对确定最佳采收期具有一定指导意义,并为采收设备的研发与设计提供了参考。(2)设计的无患子采收机结构简单、操作便携,可以大大减少无患子采收作业负担,而且造价低,具有一定的市场推广前景。