林业是我国重要的农业产业之一,人工林面积位居世界首位,而且我国森林资源总量持续增长。林木修枝是森林抚育工程中的重要环节,合理的修枝不仅可以改善林木通风透光条件,增强光合作用,还能有效的减轻病虫害及风雪自然灾害。然而我国林木修枝机械的研究尚处于起步阶段,国内修枝作业尤其高大树木修枝作业方式仍较为原始,修枝工具较为简单。国外对修枝机械的研究起步较早,针对8m以下的侧枝,修枝机械配套比较完善、效率高、自动化程度高;而针对8m以上的侧枝,修枝机械的自动化程度也相对较低,因此不符合中国林业的实际需求。为填补我国高枝修枝机械行业空白,优化我国相对简陋的修枝工具,解决国内林业高大树木修枝困难的实际问题。本文设计了一种针对林业高大树木的修枝机械,本机械主要包括升降系统、回转系统、臂架系统、末端执行器、动态配重系统及动力系统六大部分。文中详细阐述了高大树木修枝机械的设计、仿真及优化分析的全部过程。包括高大树木修枝机械整机及各部分的设计方案;高大树木修枝机械各部分的详细设计过程,如末端执行器——导向卡锁式修枝护茬锯的结构设计,臂架系统中机械臂的设计与变幅机构铰点位置的优化设计,回转系统的结构设计与参数计算,升降系统与动力系统的计算选型,动态配重系统的设计与控制流程阐述,整机三维模型的建立;基于ADAMS的倾翻仿真实验与分析;基于Workbench的高大树木修枝机械的有限元分析,如针对臂架系统的静力学分析,针对整机的模态分析,并根据静力学分析与模态分析结果对整机进行了优化设计。最后根据最终设计方案对相关零部件进行选型、加工,制作了全尺寸样机一台,并进行了样机试验验证。本机械修枝高度达到15m,作业半径达到6m,最大修枝直径10cm,并且该机械可以在修枝的同时进行修枝茬口的养护。具有自动化程度高、操作简单、转弯半径小等优点。