红枣是新疆广泛种植的特色林果,其种植面积和产量均占全国首位。近年来新疆红枣种植面积不断增加,人工修剪效率低、成本高等问题已成为制约新疆红枣产业健康发展的重要因素,亟待研发红枣机械化修剪机具。针对这一现状,本文在国内外果园修剪机械研究分析的基础上,设计了一种枣树仿形修剪装置,采用顶部与侧部的“门”型修剪方式,实现枣树的快速修剪,降低管理成本,统一树形,便于全程机械化管理。本文主要研究内容包括以下几个方面:(1)枣树生长态势与修剪技术要求的研究。红枣的生长态势与修剪技术要求是确定枣树仿形修剪装置结构参数与工作参数的基础。通过田间调研,对新疆矮化密植红枣的生长态势与修剪技术要求进行了统计分析,分别得到了三年生与七年生枣树行距、修剪前后的枣树高度、树冠高度、树冠直径;对枣树修剪技术要求进行了调研分析,确定枣树以机械化修剪为主,人工内部修剪为辅的修剪方式,化枣树无序生长为有序管理。(2)枣枝锯切特性的研究。首先对枣枝进行了静态剪切试验,确定枣枝的剪切强度为73.81~87.4MPa,且同枣枝直径成正相关性。在此基础上,自制枣枝动态锯切试验台,以圆锯片刀尺寸、齿数、转速、枣枝直径为影响因素,以锯切功率为响应指标,采用四因素五水平旋转正交组合试验设计方法,建立响应指标回归方程,并得到了圆锯片刀的最佳工作参数:圆锯片刀尺寸14 in,齿数为100,转速为1800 r/min。(3)枣树仿形修剪装置的设计。依据对矮化密植枣园的相关调研及枣枝锯切特性的研究,确定枣树仿形修剪装置的总体结构及工作原理,并对关键部件进行了设计和理论分析。通过对修剪总成支撑锯切位置理论分析,确定支撑杆位置;对枣吊清除机构的运动过程分析,确定设计的合理性;对仿形机架几何关系进行了建模分析,确定液压油缸尺寸;利用Ansys软件对调整横梁及连接座进行有限元分析,确定设计的可靠性;利用AMESim软件对液压系统进行仿真,分析设计的合理性。(4)修剪试验。按照设计要求对枣树仿形修剪装置进行试制、装配、调试,各项工作参数均满足设计要求;经修剪试验,枣枝漏剪率为10%,满足修剪要求。