新疆是我国最大的林果业生产基地,在林果业生产过程中,果园除草是最重要的环节之一。果园杂草的高效去除不仅可以减轻人工劳动强度,而且可以避免减产,具有显著的社会效益和经济效益。针对目前新疆果园中耕除草仅能完成果树行间除草,果园株间除草需要人工二次补耕作业等问题。在综合分析国内外果园除草机械研究现状的基础上,采用两个除草单体配合除草、触碰杆触发液压系统发生自动避障等方式,设计了一种果园株间自动避障除草装置,并运用理论计算分析、计算机虚拟仿真和试验验证相结合的方法,从果园株间自动避障除草装置的原理入手,根据新疆果园种植农艺要求,确定了自动避障装置关键零部件的结构参数,说明了自动避障过程中两个除草单体的运动状态,构建了自动避障过程中气弹簧的两种状态下运动学模型和除草刀刃在运动过程中的运动学模型,设计了自动避障装置的液压系统。利用ADAMS软件仿真分析了除草单体的运动学特性,结合试验台架搭建完成了自动避障装置的验证试验,试验结果表明,其结构能够满足果树株间除草的要求。主要研究内容如下:1.根据果园株间除草农艺要求,采用行间中耕机除草与株间自动避障除草装置除草结合的方式,设计了果园株间除草机。采用两个除草单体配合除草、触碰杆触发液压系统发生自动避障的方式,设计了果园株间自动避障除草装置。阐述了自动避障过程中两个除草单体的运动情况,构建了自动避障过程中气弹簧的两种状态下运动学模型和除草刀刃在运动过程中的运动学模型。2.根据果园株间自动避障除草装置的工作原理,设计了压力信号传递机构,并计算确定了各零件的结构参数;根据南疆果园杂草的生长特点,设计了刀盘与刀刃的结构参数;根据除草机整机机架的空间排布,设计了自动避障装置的折叠机构。依据自动避障装置的工作原理,设计了液压系统回路,并计算出折叠机构液压缸的参数。3.建立自动避障装置的虚拟模型,利用ADAMS软件进行仿真,在前进速度为v=400mm/s下,得出刀盘运动轨迹与速度、加速度曲线;利用ANSYS软件对关键支撑部件进行了静力学分析,得到主悬臂的总变形云图、应力云图、应变云图,为主悬臂的进一步优化及结构改进提供参考。利用AMESim软件对液压系统中折叠机构子系统进行仿真分析,得出液压缸速度曲线与位移曲线,进一步验了证液压系统的各项性能指标。4.在前期理论分析的基础上,借助土槽输送实验台进行自动避障装置的验证试验。在土槽运动为v=400mm/s的速度下,对不同直径的六种树茎进行试验,试验结果表明,设计的果园株间自动避障除草装置结构满足设计目标,能够完成遇树避让。