针对我国酿酒葡萄完全依赖人工采摘,效率低、成本高的问题,为实现酿酒葡萄机械化采收,本文深入研究了葡萄串梳脱机理,以优化脱粒装置,提高脱净率和降低破损率。通过对葡萄动力学参数的测试分析,建立了葡萄串脱粒的仿真模型,通过脱粒仿真为脱粒装置设计和分析提供参考。通过在试验台上进行正交试验、对比试验和高速摄影观察分析,研究各参数对脱粒效果的影响,获得了柔性梳脱的最优方案。本文主要结论如下:1.针对葡萄果实静摩擦系数、动摩擦系数和葡萄碰撞恢复系数、果肉粘弹性参数、葡萄果实与果梗之间断裂特性,搭建试验台并进行了测试分析,为建立葡萄仿真模型提供基础物理参数。2.建立了果实的粘弹性碰撞仿真模型,进行了仿真与实际碰撞试验对比分析,结果表明,碰撞速度不大于1 m/s时,仿真模型误差较小。建立了葡萄果实与果梗之间断裂的FBM模型,仿真断裂与实际断裂数据进行对比,仿真模型结果误差在可接受范围内,且随着拉断角度增加而增加。基于Python对葡萄串模型进行快速和批量建模,提高建模效率。3.进行了柔性脱粒装置的台架试验研究。研制了柔性梳脱式酿酒葡萄脱粒试验台,进行以对辊转速、对辊间距和弯曲刚度为三因素的正交试验,试验结果表明,对于指标脱粒时间和破损率,弓齿抗弯刚度是唯一的显著性因素,最佳对辊转速为160r/min,抗弯刚度为0.067 N·m2,对辊中心距离为280 mm,该条件下脱粒时间为1.73 s,破损率为3.51%。在以上试验基础上,研制了酿酒葡萄篱架梳脱运动试验台,进行对辊转速、行进速度和弓齿螺旋角三因素的正交试验,试验结果确定了影响脱净率的显著因素为对辊转速和行进速度,对辊转速从200 r/min增加到300 r/min时,脱净率从75%提升到92.3%,行进速度从0.4 m/s提升到0.7 m/s时,脱净率从93%降低到78%,3个因素对于葡萄破损率均不显著,破损率约为20%左右。研发了板齿式和锯齿式酿酒葡萄脱粒装置,通过弓齿式、板齿式和锯齿式3种脱粒装置性能对比试验,在0.4 m/s和0.5 m/s的行进速度下,3种脱粒装置的脱粒能力依次增强,锯齿式则脱粒能力最强,弓齿式和板齿式的破损率随着进行速度的增加而增加,且板齿式较弓齿式的破损率要低,锯齿式的破损率最低,保持在较低的7.5%左右。通过对3种脱粒装置脱粒过程高速摄影分析,结果表明,锯齿式脱粒装置的脱粒能力最强,为将来的柔性脱粒装置研究提供了更优的方案。4.研制了脱粒试验台的基于PLC的自动对行避障系统,试验证明可以稳定可靠地进行对行避障,上位机能够实现对脱粒过程的各个参数的监控和手动操作。