木薯是全球第五大经济作物,在世界各地均有广泛种植,尤其是热带和亚热带地区。木薯收获适宜期短,人工收获所需劳力多、强度大,劳动环境差,对于砂壤土和粘性土都会造成伤薯和块根损失,甚至无法收获。木薯收获实现机械化能推动木薯产业可持续快速发展。本文以挖拔式木薯收获机为研究对象,针对现有挖拔式木薯收获机试验后在挖掘和夹持输送等方面存在的问题,通过创新技法的运用、速度模型和力学模型的建立与分析、有限元分析等研究,对挖掘铲和夹持输送机构等挖拔式木薯收获机关键部件进行研究,建立了木薯收获机的三维模型。主要研究内容如下：(1)以提高碎土、漏土能力,减小入土阻力,降低伤薯断薯率,减轻重量等为原则,研究设计一种适合挖掘木薯块根的新型挖掘铲,研究设计提升挖掘铲入土性能的方法,根据仿生学原理设计挖掘铲的结构,确定主要结构参数。分析挖掘铲和土薯的受力,计算得出挖掘铲在前进过程中受到的牵引总阻力。(2)建立夹持输送机构夹持单株木薯茎秆拔起输送速度模型,分析速度关系式,各关键运动学参数以及相互之间的关系、拔起方向和取值大小,建立连续两株木薯夹持拔起速度模型,分析不发生碰撞干涉的条件。分析各运动学关键参数的关系式,得出夹持输送机构倾角的取值范围和夹持速度比满足的条件,确定四个关键参数的最佳取值范围。(3)以提高夹持力,满足夹持力最大要求,牢固夹持木薯茎秆等为原则,研究设计夹持输送机构,确定夹紧木薯茎秆方式,设计夹紧结构,并将其与原夹紧方式进行对比分析。设计夹持输送机构各组成部分,通过分析计算,确定主要结构及其参数。(4)根据木薯块根拔起时的速度分解图,建立夹持输送机构拔起输送木薯块根的力学模型,得出拔起力和夹持力的计算式。分析土壤对块根的作用力,计算得出夹持输送机构拔起木薯块根所需的拔起力和夹持力,以及夹持输送时夹持输送机构夹持木薯茎秆所需的夹持力。根据拔起薯块时的夹持力,对拉簧进行设计计算。(5)通过ABAQUS软件对挖掘铲进行有限元强度分析,通过SolidWorks软件设计挖拔式木薯收获机三维实体模型。(6)对木薯收获机在挖掘和夹持输送等方面进行进一步田间作业试验及分析,优化各部件的参数设计。根据木薯收获机作业效果,试验测定挖薯率、损薯率、拔薯率和整机生产率等各项性能指标,对试验结果进行分析。试验结果证明：木薯收获机能够较好的完成挖拔作业,运行稳定。