近年来,我国林果的种植面积和产量逐年递增。随着研究的深入,机械式振动为解决林果的人工采收问题提供了可能,它不仅可以提高采收效率,缩减人工成本,还能够为采收作业中果农的人身安全提供保障。但是,传统的振动方式存在效率低和对果树损伤大的问题,而且由于果树个体间的差异,不同果树实现最佳振动效果的工作参数可能不同,这对进一步研究振动方法和提升振动机械的功能提出了挑战。要实现理想的振动效果,自适应振动是解决上述问题行之有效的办法。本文以实现小型林果的自适应振动采收为目的,提出一种在线提取果树固有频率并应用于振动采收的方法。利用软件对果树-偏心式振动系统建模并进行谐响应仿真分析,设计了一种小型的偏心振动装置,然后加工样机进行了室外振动响应试验,并根据试验和仿真结果共同验证自适应振动方法的可行性。论文的主要内容如下:1.建立果树-偏心式振动系统模型,并在有限元分析软件中进行谐响应分析,得到模型在两个正交简谐载荷激励下的稳态响应。分析结果表明:果树上不同分枝的固有频率不同,多数分枝各自具备一定的运动独立性,很难实现依靠单个激振频率作用就能获得所有分枝的共振现象。若想实现较高的振动效率,需要在多个频率下进行激振。2.根据功能要求设计了一种小型偏心式振动装置,由树干全振幅确定了振动机构中关键部件偏心块的质量矩me=0.3kg·m,计算出偏心块的结构尺寸。偏心块选用扇形结构式,通过层叠组合的形式实现对激振力振幅的调节。由激振部件的功耗计算出维持正常振动工作的功率为183W。选用软轴作为本设计的动力传动部件,避免激振器的振动传递到电机上,从而降低振动对果树固有频率测试带来的干扰。3.提出了一种基于果树固有频率的自适应振动采收方法,该方法在满足高效、低损伤的前提下,通过在线分析和处理获取果树的固有频率,然后自动调整振动装置在所测得的特定固有频率下对果树进行激振。基于传统的固有频率测试方法,设计了能对自适应振动方法中固有频率测试的有效性进行验证的方法。4.应用小型偏心式振动样机,分别对樱桃树和山核桃树进行室外振动响应试验。试验结果表明:1)在快速扫频振动下,测点处三个方向的振动响应均由静止按一定规律变化;2)不同分枝的固有频率不一样,想要取得最佳的整体振动效果,需要在多个频率下进行激振;3)快速扫频振动方法能获得比较明显的共振频率,但传统的固有频率验证方法有时无法获得;4)快速扫频振动下,从最大响应通道提取的固有频率和从合成加速度获得的共振频率比较接近;5)相同分枝上,快速扫频振动响应试验和固有频率验证试验获得的固有频率基本一致,从而验证了基于果树固有频率的自适应振动方法的有效性。