果园种植业已成为我国农业产业发展的重要支柱之一,各大高校及企业虽已研制了众多的果园作业机械,但大部分果园机械存有功能单一、可靠性差、作业效率低等问题。目前绝大数果园采摘与修剪作业仍依靠梯子辅助人工完成,作业率低,高空作业危险性大;全自动采摘机器人成本高、技术实现难度大,因此研究和开发果园机械化作业平台,提高采摘与修剪作业效率是目前国内果园生产的必然选择。为此设计了一款履带自走式果园采摘与修剪综合作业平台,能同时完成采摘、输送、收集、装箱以及对果树枝条修剪的联合作业,本论文研究的主要内容包括以下:(1)作业机械设计方案的确定。分析对比国内外果园作业平台的研究发展和差异,提出现阶段国内果园多功能作业平台存在的发展问题。针对目前国内新型果园“矮砧宽行密植”种植模式,结合果园采摘的农艺要求,提出一款基于人工辅助采摘与修剪作业的“双侧、多工位可调式作业和水果柔性分级输送和收集”的设计方案。作业平台采用履带自走式底盘,果实从输送到装箱可完全实现自动化作业,能保证采摘人员的连续性采摘作业,降低了准备时间,极大的提高采摘作业效率,减少劳动强度。(2)作业平台关键部件的分析与优化。利用ANSYS Workbench有限元中的静力学分析模块,对可调式作业平台、收集装置和承载底盘进行了强度校核。结果表明:可调式作业平台和承载底盘均满足各自所选材料的屈服强度,符合实际要求。收集装置满足强度条件,但收集装置处于悬挂状态,应力集中,且长时间承受交变应力,容易导致应力点处断裂,需要在最大应力点处增添加强筋进行加固的方法进行改进。(3)样机的试制和试验。通过对样机各部分功能的测试,结果表明:当运送效率为4个/秒,末端柔性输送装置采用单个间隔放置和柔性汇集输送装置采用多个间隔放置方式,对果实造成的机械损伤在5%以内;可调式作业平台最高采摘高度达到3.6m,最宽采摘达到3.5m;垂直升降机构能很好地完成自主升降,相对误差在6%以内;采用气动剪对果树修剪时,气泵为多个作业工位上的气动剪提供动力,可实现多工位同时工作,气动剪能轻松剪断直径16 mm左右的果树枝条。