枸杞是宁夏最具地方特色的传统优势产业。目前,在宁夏枸杞产业发展的过程中,采收问题已成了制约枸杞产业持续发展的主要瓶颈。枸杞采收季节性强,采收期用工量大,劳动力供给极为紧张,造成枸杞生产成本大大增加。枸杞的高效低损机械化采收仍然是个亟待解决的技术问题。本研究针对宁夏枸杞特点,设计并试制一种振动采收平台,利用样机完成相关试验,其主要研究内容与结论如下:(1)研究了枸杞果实生物力学特性,通过对枸杞植株力学试验研究,得到了枸杞熟果、青果以及枝叶的分离力。利用手动试验架对枸杞果实的侧压和竖压的抗压极限进行测定,为控制采收破损率提供数据支撑。利用电子万能试验机对枸杞挂果侧枝进行力学弯曲试验,得到挂果侧枝各个径级下的抗弯弹性模量,其特点是随着枸杞径级的不断增大,其抗弯弹性模型呈线性增大趋势。(2)研究了枸杞果实在振动采收过程中的脱落原理与振动形式,由数值分析等理论构建了单一果实与果树系统动力学模型,通过对模型进行分析求解,得到枸杞果实在脱落时刻的不同运动状态以及受力情况,研究得出影响枸杞果实脱落的主要因素有振动频率与振动幅值。通过ANSYS软件对枸杞挂果侧枝进行仿真模拟分析,从模态分析中得到枸杞挂果侧枝的固有频率,从谐响分析中可得挂果侧枝在不同形式的激振力作用下目标点的稳态响应。在模拟振动采收过程中,采收频率为7.836Hz时侧枝有较大加速度响应,经优化的作用力大小为10.67N、激振力作用方式为三点作用时可达到采摘熟果并保留青果的效果。(3)以机械原理与机械设计理论为研究基础,参考仿真模拟软件分析结果,结合枸杞植株的农艺特点,确定了四杆机构为主要振动方式,提出并试制一种振动采收的机构—无急回特性的振动采收试验平台。其特点是利用四杆机构使电机的转动转换为作用排齿的往复运动,完成采收。(4)提出一种试验性能指标评价体系,通过四因素三水平旋转正交组合试验,由多元回归分析与方差分析得到各因素对性能指标影响显著性顺序。利用Design-Expert软件进行响应曲面分析,得到振动频率和振动幅值与振动频率和振动时间之间存在交互作用,对试验结果进行优化处理得到振动采收最佳水平组合为振动幅值为40mm,振动频率为8.17Hz,振动时间为15.95s,振动杆数为4个。通过试验验证,各性能指标满足设计要求。(5)基于高速摄像技术研究了枸杞在振动采收过程中实际运动情况,通过对图像逐帧分析与数据处理,证实果实在振动采收过程中存在复合运动。在振动幅值与振动频率相同的条件下,不同位置的枸杞果实脱落顺序存在差异,其距离振源较近的果实优先脱落。在振动过程中,枸杞侧枝的瞬时速度与枸杞果实的瞬时速度存在一定的时间差,二者的运动趋势大致相同,当二者的相对速度达到最大值,果实所受加速度最大并与侧枝发生分离。