茶园采摘是一项有着悠久历史的茶园管理作业,我国是茶叶的发源地也是产茶最多的国家,高质量的茶叶采摘工作是提高茶叶产量的重要一步。为了解决现存的手工采茶花工费时、因茶园种植特殊等问题而导致采茶机械难进入茶园、缓解农村劳动力缺失等问题,保障茶农经济效益,本文在查阅、借鉴了大量国内外文献、专利、机型的基础上,结合我省六安、岳西等地低山丘陵地区土壤环境、茶园种植、管理等特点和相关农艺要求,设计研发了一款能够满足坡度茶园采摘,田间调头简便、节省大量劳动力的履带自走式采茶机。具体研究内容如下所示:本文根据丘陵地带茶园栽培、管理、地形、土壤特点及相关农艺要求,在查阅了大量相关文献和多次实地调研茶园环境的基础上,确定了整机的设计方案。具体方案包含对采茶机作业功耗的理论计算并选配合适的发动机、整机传动系统的拟定、履带底盘参数合理性计算、其他关键工作部件的设计,最终完成整机的理论设计。本文首先对履带自走式采茶机进行基于CATIA的三维实体建模,针对采茶机关键工作部件,在结合了大量相关文献、前人研究和国家相关设计标准的基础上,给出了设计方案和设计依据,其次对所设计的采茶机进行运动学分析,得到了采茶机割刀的运动方程、刀机速比等重要参数,然后对采茶机进行振动分析和切割器的稳态响应,针对往复式切割器存在较大惯性力的问题展开了一系列的减振措施,有效保证了采茶机在工作过程中的采摘效果,延长了切割器的使用寿命。为了探究采茶机关键工作部件往复式切割器的切割性能,借助MATLAB软件对该切割器切割性能进行了仿真分析,介绍了切割器的切割原理,并针对在切割器工作中产生的重切区、漏切区的面积和重切率、空白率进行了理论计算,随之借助MATLAB软件得到了在不同切割参数条件下的切割图并进行了分析。为了研究切割器运动、结构参数对重切率和空白率的影响,建立了“四因素四水平”的正交试验,并对试验结果进行了分析,找出对重切率、空白率影响因素的主次顺序。为了取得较好的采摘效果,验证本设计机型的可靠性,课题组联系了安徽宣城华阳茶叶机械有限公司参与履带自走式采茶机的样机试制工作,样机试制完成后,按照国家标准《GB/T 3871.2-2006农业拖拉机试验规程第2部份》、GB/T5262-2008《农业机械试验条件测定方法的一般规定》等标准进行了田间试验,在茶园间距小、具有坡度的茶园中通过性能良好,显著提高了生产效率,试验测得采茶机漏采率小于3%、采下鲜叶芽叶完整度大于85%、可制茶率大于90%,均远高于相关行业水平;然后建立三因素三水平的正交试验,分析各个因素对芽叶完整度和功耗的影响主次顺序,并综合考虑选择最优的工作参数。