当前以人工林为主的林木采伐抚育需求日益加大,这也提高了对林业机械装备的发展要求。然而我国的林业机械发展缓慢,装备功能较为单一,综合作业效率低下,对采集作业装备的研究也主要在于集材与装卸,不具备锯切等多种采育作业功能。本文针对林木采育多功能作业需求研究设计了林木采集作业装置,可以一体化完成采伐抚育、集中归堆造材作业,极大地提高了作业效率,减轻了劳动强度。本文首先按照工作需求对作业装置作机构分析,针对夹抱机构与锯切机构的工作特性分别提出合适的机构方案,并对机构形式与尺寸进行优化,利用Pro/E软件建立采集作业头的CAD模型,并优化装配体。根据采集作业头的夹抱作业状态与性能,本文采用软件仿真与理论数值联合分析的方法。在Pro/E软件中对采集作业头进行运动学与动态的仿真分析；Matlab软件对夹抱过程建立的两抓手对称性分析模型与动力学数值模型进行求解,获得了两侧铰接点与二力杆受力[Fa,Fb,F1,F2]在夹抱过程中的时域变化曲线,结合两种分析结果对设计进行综合校验与评定,并利用数值模型解分析结构的参数优化准则。运用ANSYS Workbench14.5对整体结构在夹抱与锯切工作状态下分别作静力学分析及对承载较大的关键铰接销轴进行强度与刚度分析,进一步验证了设计的可靠性。根据作业需求,对各执行元件参数进行数值分析及计算,确定液压系统工作参数,并完成了选型；在液压系统中加入负载敏感压力补偿控制,针对不同执行机构的特定作业要求设计各自的液压回路；利用AMESim软件对液压系统进行仿真分析,评定液压系统在驱动采集作业头执行机构时的工作性能。