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水果机械损伤是收获机械化的主要问题，是采摘机器人系统设计与应用所面临的重大难题。至今，国内外对于水果损伤的研究主要侧重于各种受载、损伤力学与数学模型的研究，且以定性讨论为主，较少讨论水果损伤的临界力及其定量分析；对水果机械损伤的研究主要是采后运输、贮藏损伤，很少研究荔枝果的机械损伤，特别是采摘过程中的损伤。
荔枝是一种相对娇嫩难贮藏的水果，作为广东省的重要农产品，从采摘源头上研究其机械损伤机理对机械手设计与控制采摘质量是很有必要的。本文旨在研究荔枝机械手采摘作业时的机械压力所致的损伤及相关机理;及荔枝果受损后的生物表面特性，包括裂纹特点、生物组织特性如C02产生量的变化；荔枝果破裂临界力定量建模及定量分析，并以实验数据对模型进行检查验证其有效性、可靠性和适用性。主要研究工作如下：
(1)为建立研究水果机械损伤的临界力定量模型，本论文首先采用精密型微控电子式万能试验机从水平和竖直两方向分别以不同大小的力及不同速率不但对荔枝的三个品种进行荔枝果机械压力测试实验，模拟机械采摘时的荔枝果受力情况，而且对荔枝果的果皮拉伸、及果肉和果核的压缩实验以全方位分析荔枝果生物学及力学特性对荔枝果损伤的影响。
(2)其次对荔枝果损伤的临界力进行建模，并以实测数据进行分析检验模型的有效性；且采用有限元建模研究荔枝机械损伤机理。
(3)对压力加载后的荔枝果观察其表面损伤度及损伤特点，然后采用环境扫描电子显微镜对压力加载实验后的桂味荔枝果果皮进行电镜扫描实验，以期从图形对荔枝生物表面特征的变化说明荔枝机械损伤的相关机理特征及原理。
(4)最后，为进一步完善其临界值并降低损伤度，以淮枝荔枝品种为实例，从荔枝水果的生物组织出发，采用TCD热导检测器的C02测定法对压力试验后的淮枝进行相关损伤度测定，并给出了样品气体与标样气体的计算关系。
论文用Spss、matlab和ANSYS有限元等软件对实验数据、实验图片进行分析、并进行临界力仿真建模。首次给出临界力建模、荔枝损伤应力的变化关系为主要创新内容，并推测荔枝果因外力而致使果皮细胞形变是本文的创新点。本文面向机器人采摘的荔枝损伤机理研究在国内外属首次，其研究成为原创性成果。
实验、仿真分析及建模的结果表明，不同品种荔枝果的耐压强度不同，同一品种的荔枝果也会因其本身的生物学性质如果实大小、果皮硬度、果核大小等的不同而使其耐压力有所不同；荔枝水果受机械压力加载损伤时，其破裂方向与其外力加载方向几乎一致，且与最大应力的扩展方向垂直；机械损伤使得荔枝果发出的C02越多，相应荔枝果的机械损伤度越高，其腐烂的速度越快。所有实验表明，为降低机械损伤度，机械手采摘荔枝时夹持力因品种而具差异性，但均适宜从荔枝果的竖直方向进行夹持采摘。