着眼于我国精准农业发展的需要,开发更多农业机械自动化设备已经成为近年来国家重要研究课题。针对农田土壤信息快速采集这一关键问题开展研究,通过关键技术的突破,分析与集成各组成部分的特点与优势,开发具有自主知识产权的高效、实用、低成本的车载农田土壤样品自动采集设备,开发构建服务于精准农业的土壤样品自动获取系统,并进行试验示范。为我国精准农业的发展提供关键技术,为农业高技术产品的产业化奠定基础。通过深入研究国内外土壤采样的技术特点,针对农田土壤信息快速采集的需求,研制了适合多种环境的车载土壤采样装置。针对浅土层(1.2M)及杂硬土质采样,研制了车载振动式土壤采集装置。为了达到2M的采样深度,设计了三种结构方案：一种是附加在1.2M土壤采集装置的滑座上,借助于滑座的上下移动行程,设置双管套钻式土壤采样装置。由于采样过程中需要进行接管与分离,因此采用该方式进行土壤采集时,采样速度受到影响；一种结构是整体套钻式土壤采样装置,在分析现有成熟导向方式的基础上,设计了基于位移倍增机构的土壤采集装置,并进行了虚拟样机的设计。导轨立柱仅比采样深度高40CM,有效降低了导轨立柱的高度；最终采用了结构可靠的丝杠螺母进给机构,通过设立丝杠螺母进给机构,可以方便地带动2M采样管上下移动。再辅以采样管顶端的液压马达旋转,通过采样头的旋转切削作用,降低采样入土阻力,实现大深度土壤采样。最后,采用了力学设计理论,推导出设备力学参数表达式,通过数学模型的建立以及仿真实现,在典型土壤采样工况条件下对采样装置从液压系统管路和采样头结构两方面进行计算和性能分析。并通过采样装置试验验证了设备性能的优化的结果。