枸杞是极具宁夏地方特色的优势产业。枸杞的采摘基本完全依靠人工完成,随着人工成本的逐年升高,采摘成为制约枸杞产业良性健康发展的关键瓶颈问题,枸杞的机械化、智能化采摘越来越受到人们的重视。近几年,国家和地方投入大量科研力量来解决枸杞的采收问题。现阶段振动式采摘作为一种重要的、高效的解决枸杞采摘方式被作为主要的研究方向。目前,市场上已有的振动式枸杞采摘机主要存在采净率低、误摘率与破损率高等问题。基于此,本文通过对宁夏地区广泛种植的宁杞一号、宁杞五号、宁杞七号、宁杞九号枸杞植株果梗宏观力学行为准则、果实宏观力学特征、果实细观质地力学特征进行研究,以期为振动式枸杞采摘机的设计提供详细的数据资料,为项目组提出的新一代精准振动式枸杞采摘机的设计奠定理论基础。本文主要研究内容如下:(1)以广泛种植于宁夏地区的宁杞一号、宁杞五号、宁杞七号、宁杞九号四个品种枸杞植株为研究对象,在2017年、2018年、2019年三个年度现场采集青果、成熟果果梗、成熟果果蒂、花处的结合力及相关物理外观尺寸,利用多元统计分析的方法研究同一器官在不同年限其结合力分布特征是否存在差异性;并构建各品种各器官结合力及其物理外观尺寸分布特征;并分析不同品种同一器官的力学差异性;在此基础上研究成熟果果梗及果蒂处的力学差异性,为新一代振动式枸杞采摘机的设计奠定理论基础;(2)在全面研究各品种各器官结合力分布特性的基础上,对影响果实结合力的若干因素进行研究。对青果、成熟果果梗处的结合力进行独立样本的均值比较检验,确定了果实结合力同成熟度之间的关系。其中,宁杞一号与宁杞九号青果果梗比成熟果果梗结合力小0.2N,宁杞五号青果果梗与成熟果果梗结合力无显著差异,宁杞七号青果果梗比成熟果果梗结合力小0.36N;并对采摘过程中成熟果果梗、青果、花断裂时的断裂应力同断口横截面积进行回归分析,获得回归方程;并利用多因素方差分析方法确定果实质量、采摘温度、果实在枝条上的位置对成熟果果梗处结合力没有显著影响,从而为降低振动式枸杞采摘机的误摘率提供理论指导;(3)在全面研究枸杞成熟果物理外观特征的基础上,选取大小均匀、质量适中的成熟果,利用物性测试仪对其进行横向压缩、纵向压缩、整果穿刺实验,构建枸杞成熟果宏观抗压特性指标,获取各指标的分布特征;并对横向及纵向宏观力学特性进行对比分析。其中,果实横向压破力为纵向压破力的14.38倍,横向压破能是纵向压破能6.3倍;构建不同成熟度枸杞果实果皮、果肉力学特性评价体系,获取各项指标的分布特征;并在此基础上利用方差分析的方法研究不同载荷加载速度、不同果实质量及果形指数的成熟果其抗压特性指数、果皮与果肉力学特性指标是否存在显著差异,从而为降低振动式枸杞采摘机的破损率提供理论指导。为保证振动式采摘机能达到高效低损的采摘农艺要求,设计振动式采摘机时应考虑以上各实验结果作为依据来确定准确的振动频率和振幅等。本文的研究成果可以为振动式枸杞采摘机的设计提供相应的技术准备和理论基础,也可以为其它采摘方式提供参考依据。