本文针对背负式红花收获机在运输、使用等流通过程中由于疏忽、操作不当造成不慎跌落,致使易损部件在强烈的跌落冲击中出现损坏甚至报废,增加使用成本；或关键装配部位发生相互位置错动,致使采摘参数在一定范围内波动,影响采摘质量。因此本文针对背负式红花收获机关键部件在使用过程典型跌落姿态的仿真模拟分析,得到不同典型跌落姿态下关键部件的最大单元等效应力、应变以及相对位移,最终确定跌落过程中的薄弱点,优化结构,确保优化后整机具有较好的抗跌落能力及较高的可靠性,为背负式红花收获机械和包装运输结构的防损设计提供理论依据。本文主要进行了以下几个方面的工作：1、背负式红花收获机跌落工况分析。通过试验研究等方法确定评判手持系统跌落后是否达到损坏或失效的重要参数对辊间隙合理范围为0.4mm-0.6mm。并通过试验研究确定红花植株特性参数,包括植株外部形态、果球空间分布及果枝角度；实地调研确定背负式红花收获机的手持系统的五种典型跌落姿态、背负系统三种典型的跌落姿态以及使用过程中采摘手柄跌落易损部位。结合跌落碰撞冲击基本理论建立其跌落碰撞方程,为后续跌落仿真提供理论依据。2、背负式红花收获机有限元模型建立及跌落仿真分析。运用有限元分析软件ABAQUS建立背负式红花收获机的有限元模型,结合显示动力学法分别对手持系统、背负系统进行不同姿态下的跌落仿真。通过跌落仿真分析发现,手持系统的薄弱部位为手柄外壳手柄外壳及前端盖的凸耳处结构、齿轮,在跌落时凸耳易发生应力集中出现断裂,齿轮位于手持系统最前端,承受的跌落冲击力远远超过其屈服强度使其破损失效,从而造成各部件的装配松动、错位,致使对辊间隙超过0.4mm-0.6mm的合理范围,最终整个手持系统失效；背负系统跌落时薄弱部件为挡板及风机动力输出轴,挡板受跌落冲击的作用主要在螺栓孔处产生应力集中造成螺栓孔撕裂,风机动力输出轴主要在风机侧面垂直跌落冲击载荷下产生应力集中致使其断裂,严重影响了背负系统工作的稳定性及可靠性。通过仿真得出手持系统、背负系统在跌落过程中的薄弱部位,从而为整机抗跌落、提高可靠性的优化设计提供了参考依据。3、为提高背负式红花收获机的可靠性、使其具有较好的抗跌落能力、延长使用寿命,本文针对在跌落仿真中发现的薄弱部位主要进行结构方面的优化。对于手持系统的结构优化：①为避免手柄外壳及前端盖的凸耳出现应力集中的现象,提出将手柄外壳的凸耳去除、前端盖凸耳内凹与手柄外壳相连的优化方案,②使用屈服强度等性能参数更好的PP-36370塑料材料代替PP-3050材料；③为减小齿轮直接遭受剧烈的跌落冲击力,将齿轮安装位置移至手柄后端通过轴承与胶辊相连。通过仿真结果显示,优化后的手持系统满足跌落冲击强度要求,其结构更加牢固,在相同跌落姿态下其胶辊间隙均在0.4mm-0.6mm之间,因此其优化后的结构具有较高的可靠性及良好的抗跌落冲击能力。对于背负系统的结构优化：①为减小定位板、安装板螺栓孔处应力集中破坏的风险,将螺栓孔扩大加入刚性嵌件,增大应力分布面积；②为防止风机动力输出轴遭受强烈冲击载荷的破坏,结合力学平衡计算得出在应力集中部位将主轴直径增大至28mm。