基于高速摄影的板栗果实振动脱落特性分析

韩元顺，许林云，周杰，余兵

(南京林业大学机械电子工程学院，南京 210037)

板栗(CastaneamollissimaBlume)是我国重要的木本粮食作物之一。现阶段中国板栗依然以人工采收为主，主要分为拾栗法和打栗法2种，劳动强度大、采收时间长、效率低。机械采收可有效降低板栗收获成本、提高收获效率和安全性，也是今后发展的必然趋势。板栗属于干果类林果，对于此类林果最有效的采收方式是机械振动采收。振动采收的工作原理是通过振动装置对果树施以一定频率和振幅的外在激振，迫使果树获得振动响应，树上的果实以某种振动形式响应运动，获得相应的振动惯性力，当该惯性力大于果实与果枝之间的结合力(即果柄结合力)时，果实就会从果柄连接最脆弱处(一般为果柄与果实结合点或果柄与果枝结合点)脱落[1-4]。高速摄影技术已成为研究果实振动过程中的运动参数、受力大小及受力方向等特征参数的主要方式之一[5-9]。散鋆龙等[10]建立了杏果-果枝双摆动力学模型，利用高速摄影仪记录了杏果受迫振动脱落全过程；蔡菲等[11]利用高速摄像仪跟踪分析了杏果在脱落过程中瞬时速度的变化规律；杜小强等[12]设计了一种扁球形电子果实，并用其检测激振采收系统在果实收获过程中产生的机械冲击，评估果实损伤；Zhou等[13]利用高速摄影捕捉樱桃在10，14和18 Hz频率激振下的运动规律，以确定果实的采摘和影响因素；Torregrosa等[14]使用高速摄影与图像处理相结合的技术，通过对视频序列的分析确定了果实脱落的主要参数。

以一定频率夹持侧枝和树干进行振动采收时，整个果树会以相同的频率振动响应，但振动能量的传递和分布与果树的结构密切相关，且果树分枝的运动响应在一定程度上是相对独立的，受分枝形态与尺寸的影响，各分枝的振动响应方向和幅值也存在一定差异性[15]。果枝的振动引起果实以一定的形式运动，当果实所获惯性力大于果柄结合力时，果实会以一定的方式脱落。振动方向、振幅和振动频率对于板栗振动脱落有很大的影响，为明确这3个因素对板栗“果枝-果柄-果实”系统在振动状态下的脱落形式、运动响应姿态以及脱落情况的影响，笔者通过建立专用激振试验台，对截取下来带有果枝的板栗果实施加单一水平方向或垂直方向的单向激振力，结合振动频率与幅值的参数变化，通过高速摄像机获取板栗果实的振动脱落轨迹与脱落模式，以期为理解板栗果实的振动采收机理提供一定的理论依据。

1 板栗成熟度划分

板栗果实品质与其成熟度密切相关，未成熟的板栗难以贮藏，且贮藏后的板栗品质优劣直接影响销售价格与经济收益。若采用机械采收并获取板栗经济利益最大化，需对板栗成熟度进行划分，并研究不同成熟度下板栗果实的脱落特性，获得采收成熟板栗的最佳参数，提高机械振动板栗采收精准度，从而避免采收过多未成熟板栗。

目前，对于板栗成熟度的划分还没有统一的标准，划分依据各不相同，而板栗栗苞颜色及其开裂度是对板栗成熟度目测判读的重要标准。房贵磊等[16]以栗苞转微黄前的全绿为七成熟，栗苞由绿转微黄、顶部微开裂为八成熟，栗苞黄褐色、顶部开裂40°左右为九成熟，作为板栗成熟度的划分依据；周轩明等[17]称栗苞呈绿色、花后约70 d的板栗为“成熟度Ⅰ”，栗苞由绿转微黄、顶部微开裂、花后约77 d为“成熟度Ⅱ”，栗苞黄褐色、顶部开裂40°、花后约84 d为“成熟度Ⅲ”；鲁周民等[18]称栗苞绿色、自然成熟前10 d左右的板栗为“未熟Ⅱ”，栗苞由绿转微黄色、未开裂、约自然成熟前5 d的板栗为“未熟Ⅰ”，栗苞黄褐色、顶部微开裂的为“成熟”。

由于板栗树开花存在时间不一致及不同部位日照强度不完全相同的情况，同一株板栗树上的果实成熟度、颜色等存在差异性。本研究参照前人的板栗成熟度划分案例，综合考虑本试验中板栗的栗苞颜色与开裂程度对板栗成熟度进行划分，划分成未成熟、八成熟与完全成熟，对应成熟度Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ共3个等级，具体划分依据见表1。根据周翠英等[19]规定的板栗可采收标志，本研究对应的八成熟板栗果实即可进行采收。

表1 板栗成熟度划分Table 1 Maturity sorts of chestnuts

2 材料与方法

2.1 试验时间与地点

板栗正常成熟时间为9月中旬至10月上旬，本试验时间为2019年9月24—30日，地点为江苏省南京市江宁区横溪街道官长社区西韩村板栗种植田(118°47′6″E，31°41′25″N)。此处板栗生长于平原，为分块式种植，试验板栗田块面积约1 hm2，树龄15 a左右，由栗农种植管理，整个试验期间均为晴朗天气。

2.2 试验装置与方法

1)果实静态分离力测试装置由艾德堡HP-50便携式数显推拉力计(量程为0～50 N，精度为0.01 N)、升降标尺架(行程200 mm，精度0.01 mm)和自制果实夹具组成，其工作结构简图见图1a。

为确保果实静态分离力尽可能反映田间果树的实际果柄结合力，将测试装置直接置于板栗种植田里，现采现测。从板栗树(不限于一棵树)中随机选取对应每种成熟度的板栗果实各10个，用剪刀将板栗连同生长果枝一并剪下，去除多余果枝与树叶，只保留测试时供夹持的约30 mm小段果枝，便于图1a中的果枝固定装置夹持固定。果实由果实固定装置固定，果枝固定装置与拉力计相连，并一起固定在升降台上。测试时，人工手动缓慢匀速转动手柄带动螺纹杆旋转，使升降台向上缓慢升起，带动拉力计及果枝固定装置拉住果枝，使果柄受力逐步增大，直至果实与果柄分离；在升降台上升过程中果柄结合力随时间不断增大的受力变化曲线由系统软件测试并记录，受力峰值即为板栗果实与果柄之间的分离力(图1b)。将测试后的果实迅速取下并装入保鲜袋中做好标记，便于后续板栗果实基本物理特征参数测试。

图1 果实静态分离力测试系统Fig. 1 Fruit static detachment force measuring system

2)果实振动脱落特性测试系统主要由振动试验台与动态图像采集系统组成。振动试验台为自主设计并制作的单一果实振动试验台，如图2所示，由电机、振动发生装置、果实夹持装置及台架构成。振动发生装置为曲柄连杆机构：通过改变振动发生装置的滑块运动方向及果枝夹持方向，形成水平(图2a)或垂直(图2b)振动模式；通过调节由电阻调速器与转速显示器构成的频率调节系统实现电机的调频调速；通过调节偏心轮的滑槽曲柄位置即可调节振幅。

1. 偏心轮；2. 连杆；3. 滑块；4. 调速器；5. 转速显示器；6. 果实夹持装置；7. 板栗。图2 振动试验台Fig. 2 Vibration test device

动态图像采集系统用于记录振动过程中果实的振动响应运动形态及脱落时间。采用美国Vision Research公司Phantom VE0410型高速摄影仪，试验时设定图像分辨率为1 280×800像素，图像采集频率为800 f/s；匹配镜头为Nikon公司的AF Zoom-Nikkor 24-85 mm f/2.8-4D IF广角镜头。

试验参数主要包括振动频率(6，10，14，18和22 Hz)、振幅(5，10和15 mm)、振动方向(水平、垂直)及果实成熟度(Ⅰ、Ⅱ)。因分枝的空间运动基本可分解为水平与竖直方向的运动，所以本研究设置了水平与垂直2种振动方向。动态图像采集时长以果实脱落为终止，如果时长达到15 s果实仍未脱落，则认为果实无法在该组合参数下脱落。因此，振动最大时长控制为15 s。试验重复性果实数为4个。

利用PCC(phantom camera control)动态图像视频分析软件，分析板栗果实脱落形式以及板栗果实中心位置标记处的运动轨迹。

3 结果与分析

3.1 板栗基本物理特性

对板栗果实的果柄与栗苞的形态参数进行测试，栗苞的形态参数主要由纵向直径与横向直径表示。对各数据分别进行平均处理，结果见表2。

表2 板栗果实主要特性参数Table 2 Main characteristic parameters of chestnut

由表2可知，不同成熟度下的板栗栗苞平均尺寸、果柄平均直径以及果柄平均长度并无显著差异。只是随着板栗成熟度的增加，果实质量及果柄直径略有下降。

果柄分离力是影响振动机械采收效果的重要指标之一[20-22]，由于成熟度达到Ⅲ度的板栗栗苞基本处于完全打开状态，振动采收时不会在果柄上断开脱落，而是果仁(即板栗)直接从栗苞内脱离掉落，因此，测定其果柄结合力没有意义。板栗从成熟度Ⅰ至成熟度Ⅱ对应的果柄分离力下降较大，主要原因是果实在接近完全成熟前的15 d内果柄内的脱落酸浓度发生较大变化，成熟度越高，脱落酸浓度越高，果柄分离力越小[23]。达到成熟度Ⅱ的板栗已满足采收成熟度要求，可以采收，而成熟度Ⅰ的板栗属于未成熟果实，不应采收。测试结果表明，成熟度Ⅱ的果柄分离力只有成熟度Ⅰ时的40.9%。因此，完全可以通过设定相应的激振参数，自动实现不同成熟度板栗的阶段性采收。同时，随着板栗的不断成熟，果柄内脱落酸浓度不断增加，果柄活力不断减弱，对应果柄输送水分的能力不断下降，从而使板栗的质量相应减少[14]，这与以上试验结果一致。

3.2 板栗果实脱落形式

机械振动采收时，果实脱落的方式影响着果实的收集及损伤。不同果实的脱落方式不尽相同：傅隆生等[24]利用高速摄影技术，发现枣果在振动过程中的主要脱落方式是果实与果柄分离，这与Castro-Garcia等[25]经试验研究发现的橄榄果实主要脱落方式较为相似；蔡菲等[11]发现，杏果果实脱落方式主要为果柄与果枝分离。

板栗栗苞随着成熟度的增加会逐渐裂开，板栗果实主要有2种脱落方式：一种为板栗包裹在栗苞内随栗苞一起脱落；另一种是当栗苞开口较大时，栗子自栗苞中掉落，而栗苞仍挂于果枝上。实际上，板栗脱落分离的方式较复杂，在试验过程中出现了以下6种脱落形式：1)栗苞开口较大，板栗自动脱落或振动开始后全部脱落，而栗苞仍挂在果枝上；2)栗苞开口较小，在振动过程中板栗不会从栗苞中脱落，而是整个栗苞从果柄位置脱落；3)栗苞开口介于1)和2)之间，板栗不会自动脱落，但在振动过程中会出现部分板栗从栗苞中分离脱落，而另一部分则与栗苞一起未从树枝脱落；4)对于情况3)中，没有从栗苞中脱落的另一部分板栗与栗苞一起从树枝上振动脱落；5)栗苞完全没有开口，在激振力作用下栗苞脱落；6)对于情况5)，在激振力作用下栗苞未脱落。

3.3 板栗果实振动响应运动模式

在振动激励下，不仅不同果实具有不同的运动轨迹，同一果实在不同参数激振下也会产生不同的运动轨迹。对于杏、枣等果柄较长的果实，运动模式通常可分为摇摆型、旋倾型、扭转型、柱型、梁柱型[13]。相比此类果实果柄，板栗果实果柄短且粗，为研究板栗果实的振动响应运动模式，本试验提取了板栗果实在不同振动参数激励下的一个或多个稳定振动周期，通过图像分析软件追踪板栗果实上的特征点，得到板栗果实在不同振动激励下的响应运动模式。

3.3.1 水平方向激振

水平方向激振下果实运动形态示意图如图3所示，果实的果柄夹持固定在激振装置上，夹持点为P，当激振装置以振幅为A、频率为f进行激振时，果实重心(C)的运动一般会滞后夹持点一定的相位。如图3a所示：当夹持点从中间点向左运动至最左端P1位置时，果实重心的运动位置处于C1，对应的运动位移A1小于振幅A，此时，P1点的运动速度为0，但处于C1点的果实运动速度并不为0，仍具有一定的惯性动量；当夹持点开始由左向右转向的瞬间，果实在原有惯性能量作用下继续向左运动，此时果柄处于自由状态，即果柄不受力(不考虑垂直方向的重力)；当果实向左运动至极限位置C2处时，对应的果实获得最大运动幅值A2，大于振幅A；之后，因夹持点已经转向，此时果柄处于张紧状态，在夹持点向右运动的带动下，又以一定的滞后角度向右运动响应。果实在整个运动过程中，运动至2个末端处会不断出现改变方向的摆动或甩动，则摆动或甩动引起的水平附加摆动幅值为A0=A2-A，果实在整个运动轨迹上产生垂直方向的运动位移为H。

A为振幅；A1为C1位置对应的运动位移；A2为最大运动幅值；H为果实在整个运动轨迹上产生的垂直方向运动位移；L为果实中心至果枝的长度。图3 水平方向激振下果实运动形态示意图Fig. 3 Schematic diagram of fruit movement under horizontal excitation

板栗在水平方向激振模式下的试验结果见表3，引起果实中心位置处产生的水平与垂直方向的响应幅值A2与H对应表3中的X与Y。当激振振幅为5 mm时，在6～14 Hz激振频率范围内，板栗产生的垂直方向位移可忽略不计。因此，板栗以水平方向的运动响应为主，基本随着激振装置夹持点形成同步响应运动。果实中心点与夹持点的相位滞后较小，在运动至两端转向时，果实在惯性力作用下向外甩动引起的附加摆动幅值也较小，但总体来看，激振频率越大，附加摆动幅值越大。

表3 板栗果实运动响应幅值Table 3 Movement amplitude of chestnut fruit

通过追踪果实上特征标记点(图钉，基本处于果实重心点处)的运动轨迹，果实在激振频率6～14 Hz区间，多个振动周期后均会形成近似直线型的运动轨迹，如图4a所示。当激振频率为18 Hz时，果实运动响应在垂直方向的振动幅值出现了明显增大，达到4.1 mm，而水平方向振动幅值与14 Hz时基本相当，主要是果实在运动过程中摆动幅度加大，从而在垂直方向引起了一定程度的位移，对应的果实运动轨迹近似为弧线型(图4b)。

图4 水平激振下多个振动周期板栗运动轨迹Fig. 4 The movement trajectory of chestnut during several vibration periods under horizontal excitation

当激振频率达到22 Hz时，果实在水平方向的运动响应出现了明显的减小，仅为2.4 mm，垂直方向也仅为3.7 mm，说明果实在该频率下的振动响应已进入了运动惰性状态。基于单自由度弹簧-阻尼-重量系统振动理论，当外在激振频率远大于系统固有频率时，质量块几乎绝对静止在空中原位置处。本研究中的果实振动响应系统也可看成单自由度弹簧-阻尼-重量振动系统，此时激振频率22 Hz已远大于果实的固有频率，如果此时果柄的长度足够长且足够柔，果实应绝对静止在空中，但因本研究中的板栗果实中心至果枝的长度(L)较短且果柄较硬(图3b)，果实在夹持点的强制拖拽下产生了一定位移运动。当夹持点运动至最左端的P1时，果实位于C1点，此时夹持点与果实的运动速度均为0，果实不会产生进一步的运动，即A1=A2。因此，果实只在中心位置附近产生较小幅度的摇摆运动。

以振幅10 mm对果实进行激振时，在最小激振频率6 Hz下，果实在水平方向产生了明显的附加振动幅值，比激振振幅增加了163.0%，说明夹持点刚运动至左端P1处就会带动果实运动至C1位置，此时果实中贮存的动能很大，引起了强烈的向外甩动。振幅10 mm引起的附加振动幅值A0=16.3 mm 远大于振幅5 mm引起的A0=1.0 mm。随着激振频率不断增加至18 Hz，果实在水平方向的响应振动幅值反而呈现明显减小的趋势，而垂直方向呈增大趋势，果实的运动也不再单纯以直线型运动或弧线型运动，而是在运动过程中会伴随着上下跳动或抖动，形成如图4c或d显示的“8”字型或无序型运动轨迹。在6～18 Hz范围内，果实的水平响应位移均超过激振振幅，即在左右两端均存在向外甩动或摆动现象，但当激振频率为22 Hz时，响应振幅A2=A1，且小于A，说明此时果实又呈现出响应惰性。

当振幅为15 mm时，果实的运动响应规律与振幅为10 mm时基本一致，果实均在6 Hz时产生最大的水平位移与合位移，分别为30.1与34.8 mm，而22 Hz时的水平位移最小，为14.5 mm，仅略小于激振振幅，同样出现一定的响应惰性。

3.3.2 垂直激振方向

果实与水平方向激振时的安装位置与方向相同，以垂直方向的振幅对果实进行激振时，因板栗果实的果柄与果枝之间不可能完全呈90°的夹角，在保持果柄水平并将其夹持时，果柄带着果实会偏离垂直方向一定角度θ，如图5所示，从而使果实在垂直方向激振时不能沿垂直方向单一运动，而是会伴随着水平方向的摇摆运动。当果实上行运动至P1位置时，受垂直方向惯性力的作用，会向上方甩动，引起一定的附加摆动，产生水平方向的摆动幅值X，同时在垂直方向获得附加运动幅值A3。将果实在垂直方向上的位移记为Y=A+A3，在水平与垂直方向的具体响应幅值见表3。

X为水平方向的摆动幅值；A3为垂直方向获得的附加运动幅值；θ为果实偏离垂直方向的角度。图5 垂直振动下出现附加运动位移Fig. 5 Additional motion displacements under vertical vibration

板栗果实在垂直方向激振模式下，果实中心位置处的响应幅值不仅受激振振幅与频率的影响，还与果实中心至果枝的长度有关，这会造成果实中心处的响应幅值规律性不如水平激振方式下的规律性显著。当振幅为5和10 mm时，果实中心水平方向的摆动幅值呈现出随着频率的增加而增大的趋势；当振幅为15 mm时，果实中心水平方向的摆动幅值波动较大；3个激振振幅下垂直方向的响应幅值都存在一定的波动性，无明显变化规律。

在5 mm激振振幅下，板栗果实在6 Hz时产生的横向位移较小，可忽略不计，果实基本随着激振装置的夹持点形成同步响应运动，之后随着激振频率的增大，板栗果实出现一定滞后角度的摇摆运动。通过追踪果实中心的运动轨迹，发现在多个振动周期下，板栗果实都在做稳定的圆周运动，形成类似椭圆形状的运动轨迹(图6a)，直到18 Hz时，果实在运动过程中会伴随一定程度的跳动或抖动，使整个运动过程中果实的运动轨迹变得复杂无序。在10 mm激振振幅下：板栗果实在6 Hz时就出现明显的摇摆运动，但此时果实运动轨迹也比较统一，基本为椭圆型；在10～22 Hz时，随着频率的增加，果实摇摆运动愈加明显，同时果实的跳动与抖动也更加显著，单个周期下板栗果实仍做近似椭圆的运动，但每个振动周期的板栗果实中心处运动轨迹无法重合(图6b)，形成无序型运动轨迹。在15 mm激振振幅下，果实的运动模式和运动轨迹与10 mm振幅时的规律基本一致，但果实的运动响应幅值波动更大。

图6 垂直振动下板栗果实运动轨迹Fig. 6 Movement track of chestnut fruit under vertical vibration

3.4 板栗果实脱落情况

果实脱落是评价激振参数设置是否合理的终极目标。为了研究不同成熟度下的板栗果实在不同参数激振下的脱落情况，进行组合参数振动落果试验，试验结果如表4所示。

表4 板栗果实脱落个数和脱落时间Table 4 The number and time of chestnut fruit shedding

5 mm激振振幅时：在水平激振模式下，对于成熟度Ⅰ的果实，激振频率无论多大均无法使果实脱落，对于成熟度Ⅱ的果实也需在激振频率达到18 Hz时才开始脱落，达到最大频率22 Hz时才能将所有果实均振落；垂直激振模式下，对应的各激振频率均不易将成熟度Ⅰ的果实振落，但对于成熟度Ⅱ的果实，当激振频率达到10 Hz时已能将少量果实振落，且随着频率的增加，振落果实的比例越来越大，直至最大激振频率22 Hz时可将果实全部振落，说明垂直激振模式比水平激振模式更易振落下成熟度Ⅱ的果实。在10与15 mm振幅分别激振时，成熟度Ⅱ的果实无论在水平还是垂直激振模式下均全部脱落，只在一种情况(垂直、10 mm、6 Hz组合模式)下脱落了3个果实；成熟度Ⅰ的果实均只在22 Hz激振频率下才能全部脱落，说明在该激振频率下果实呈现惰性响应状态，使果实受到的动态分离力最大，才能使具有较大果柄静态结合力的成熟度Ⅰ的果实分离脱落；其他各种组合模式下，果实脱落数量均随激振频率与振幅增加而呈增长趋势。

板栗果实的脱落个数主要受振幅、频率以及板栗成熟度的影响。要能将成熟度Ⅰ和Ⅱ的板栗果实在同一组激振参数下实现不同的脱落要求，即将成熟度Ⅱ的果实全部振落，而将成熟度Ⅰ的果实全部保留，则可采用水平高频小振幅(5 mm、22 Hz)或水平低频中等振幅(10 mm、6～10 Hz)的水平激振模式，也可采用垂直低频大振幅(15 mm、6 Hz)的垂直激振模式实现分成熟度的有效采收。

3.5 板栗果实脱落时间

果实在振动激励下挂在果枝上的持续时间是衡量激振参数与激振模式是否有效的重要指标，同时也为振动采收装置确定合适的激振时间提供了理论依据。激振时间过短，会使应可脱落的果实来不及脱落，造成采净率过低；激振时间过长，不仅造成不必要的能量损失，还会导致果实和果树的损伤。对应上述果实脱落试验记录果实脱落时间，每组试验的平均脱落时间见表4。

从表4中可以看出：当振幅一定时，无论是水平激振或垂直激振的方式，2种成熟度下的板栗果实脱落时间都随频率的增加而减少；当频率一定时，随着振幅的增大，板栗果实的脱落时间亦呈下降趋势；在一定的振幅与频率下，成熟度Ⅱ下的板栗果实脱落时间明显低于成熟度Ⅰ下的板栗果实；总体而言，垂直激振相比水平激振，果实脱落所需的时间更长。

结合上述不同组合参数激振下板栗果实摆动幅值与运动轨迹的变化情况，可知当板栗果实运动轨迹更加规则(如直线型、弧线型、椭圆型)时，果实脱落时间稍长于在无序型运动轨迹下的脱落时间。在水平方向振动下，果实在高频下脱落时间较短，但此时果实的摆动幅值略小于低频下脱落时间较长的果实，产生一定的响应惰性；而在垂直振动下，果实的运动响应幅值波动较大，与脱落时间并无明显的联系。

板栗果实脱落时间集中在5 s以内，仅有少量果实脱落时间超过5 s。当振幅为10和15 mm、频率为22 Hz时，水平振动方式与垂直振动方式下2种成熟度的板栗果实脱落时间都极短，平均仅为0.37 s，2种成熟度下板栗果实脱落时间并无显著性差异，2种激振方式下板栗果实脱落时间亦无显著性差异。显然，板栗果实能否振动脱落，在很短的激振时间内就能确定，如果超过5 s还无法振落，则表示该组激振参数无法有效使该果实振落。因此，采用机械采收的激振时间可设置为5～8 s，过长的激振时间没有实际意义。

4 结 论

本试验运用高速摄影仪对板栗果实动态分离过程进行了追踪，通过分析得出以下结论。

1)板栗果实振动脱落分离的方式复杂多样，主要为果柄与果枝分离，以及栗子自栗苞中脱落的方式。对于达到八成熟已满足采收要求的果实，其静态结合力远小于达不到采收要求的成熟度Ⅰ的板栗，这为采收机械实现成熟度选择性采收提供了基本条件。

2)板栗果实在不同激振参数组合下形成的水平与垂直响应位移差异较大，对应的响应运动轨迹也较多。在小振幅低频率下激振，果实只引起了微小的附加位移，运动轨迹以直线型或弧线型为主；但在10和15 mm的较大振幅下，低频激振引起的附加位移较大，为激振振幅的1倍左右，但随着频率的增大会使附加振幅呈减小趋势，且当激振频率达到22 Hz时，无论对应哪个激振振幅，均会使果实呈现出惰性响应运动状态。

3)在同样的激振模式与激振参数下，成熟度Ⅰ和Ⅱ的果实脱落率差异较大，只有当最大激振频率为22 Hz时才能将几乎所有果实均振落，说明果实在该激振频率下呈现惰性响应状态。只有当果实受到的动态分离力最大，才能使具有较大果柄静态结合力的成熟度Ⅰ的果实分离脱落。

4)水平激振模式下振幅5 mm、频率22 Hz，或振幅10 mm、频率6～10 Hz，以及垂直振动模式下振幅15 mm、频率6 Hz，这些组合激振形式均能将成熟度Ⅰ和Ⅱ的果实实现选择性采收，且激振时间设置为5～8 s较合适。

本研究通过建立专用激振试验台，并利用高速摄影技术对板栗果实振动脱落特性进行了研究。因板栗果实采收期较短，单一果实的整套试验时间较长，使得本研究的试验重复样本量较少，会对试验结果造成一定的影响。但总体上，本研究在一定程度上总结出了一些规律性结论，可为板栗振动采收机理研究提供指导。