近几年来,随着人们对转基因食品油等问题的关注度的增加,作为营养价值高的绿色天然茶油越来越受到人们的青睐。然而,茶油的源头--油茶果,它的机械化采收问题尚未得到很完美的解决;现有的人工采收方式存在劳动力成本高,采收时间短,采收劳动强度大,采收效率低等问题,严重制约了人工采收的持续发展,也严重影响了中国的油茶产业。本文针对现有的采收油茶果的难点,研发制造了一种固根摇枝式油茶果采收装置。本文主要研究了以下内容:(1)通过对采收环境的考察和分析以及现场的不同品种的油茶树体及花果性状的调研;得出了以下油茶树、果、和花的生长特性:a、每种型号油茶树的花期及开花时间;b、油茶果与树枝之间的作用力与果实的位置无关,油茶果最佳采收力约为32N;c、花苞的结合力与花苞到分枝的距离关系近似反比例,花到分枝的距离与花的拉力成正比例;d、油茶果下端的枝条韧性好不易折断;e、每年会人工除去油茶树多余花蕾。这些给采收方式和采收设备的设计提供了依据。(2)通过对国内外采收设备的研究与分析,以及对现场的不同品种的油茶树体及花果性状的调研,制定了油茶果采收装置的设计要求,确定了油茶果整体采收方案,设计了固根摇枝式油茶果采收装置,在Solidworks中建立了采收装置的三维模型。还阐述分析了固根摇枝式油茶果采收装置采收油茶果的工作过程和工作原理。同时对固根摇枝式油茶果采收装置进一步细化设计了丝杠、采收臂、采收头夹持机构、行走平台、平移底座等;并设计了一套操作简单便于后期管理维护的电路控制系统和液压控制系统;细化设计得出了:a、设备传动丝杠的最大轴向负荷为F=F1=95.3N,杠轴所允许的拉伸压缩负荷为:P2=3.55x104N;b、确定主臂固根摇枝式油茶果采收装置的采收臂I的尺寸为0.85m,主臂II尺寸为0.80m;采收头夹紧力范围562.5N≤F≤800N。(3)将固根摇枝式油茶果采收设备的三维模型,导入ADAMS软件中,设置运动参数,对采收头连接臂的末端顶点进行运动轨迹测量分析;得出了采收头在X、Z方向上的运动速度0.4m/s内震荡,运动平稳;采收头在X、Z方向上的运动加速度在±0.4m/s2内,不会引起采收机的巨大震动。验证了前期通过数学模型计算出的数据的正确性。从而给样机制造提供了确切依据,减少了样机制造、测试的任务量,为样机制造提供了明确的方向。(4)结合理论与实践制造出了固根摇枝式油茶果采收装置物理样机,并进行了样机动作测试,确认设备机械臂,行走平台,采收头等各动作达到预期效果,采收头夹紧力为562.5N≤F≤800N可调,采收头振动频率5-30Hz可调,采收头振幅10mm-25mm可调,设备部件耐久度满足实验条件后,进行了油茶果采收测试。获得了最优的采收数据:即在采摘头振动频率10Hz,采摘头振幅为20mm的情况下,采摘时间在8-10s时采摘情况最理想,果实漏采率整体低于15%的同时花苞的脱落率也低于35%。