南方丘陵山区有耕地约4032.05万hm2,由于地形地貌的限制,大部分具有田块狭小、田埂高、不规则等特点,严重制约了大中型农业机械的推广应用。微耕机具有结构简单、操作方便、重量和体积小等特点,极大地解决了当前条件下的南方丘陵山区耕整地作业难的问题,是目前南方丘陵山区主要的耕整地机械。但是由于微耕机自身结构和工作原理的局限,其耕深一般在16cm左右,经过多年的浅层旋耕后,在耕层下会形成硬底层,导致农作物根系无法从深层土壤中吸取养分,严重影响了农作物的生长发育。本文运用TRIZ理论在第一代小型深耕机的基础上进行优化研究,设计出一款更完善的小型深耕机,并针对小型深耕机的作业效果和整机性能,进行了田间试验验证。首先,运用TRIZ理论对第一代小型深耕机存在的主要问题进行系统分析和因果分析,得到了引起这些问题的四个根本原因：1、传动方式的不同对传动箱的体积、重量和强度有很大的影响,选择齿轮传动,可以很好地保证传动系统的可靠性,但是体积和重量也相应的增加,会影响到整机工作性能,如转弯方便性和深耕入土性等。而选择链传动,传动箱体积和重量都较小,但是其强度是否足够会直接影响整机的可靠性；2、刀具强度,由旋转工作部件的工作原理可知,要增加耕深就需要增加刀具的长度,但是较长的刀具,在工作过程中容易折断；3、深松刀形状,在改变深松刀的弯曲度以利于深松刀入土的同时,会增加深松刀缠草的可能性；4、耕后地表平整度,由于工作部件的干涉,耕后土壤在深松刀辊幅宽两侧堆积,导致耕后土壤截面呈“凹”字形。然后,在上述分析的基础上,进行矛盾分析,将问题转化为TRIZ矛盾模型,利用相应的模型解决工具确定解决方案：1、变第一代的齿轮传动为链传动,采用高强度链传动,减小传动箱重量和体积,从而改善了转弯方便性和深耕入土性；2、增加安全销联轴器和刚度调节拉杆,来避免重要的刀辊和传动系统受损,从而提高了整机可靠性；3、根据不同的土壤条件更换不同形状的深松刀,来避免深松刀缠草；4、增加平土装置,改善耕后地表平整度。最终,结合通过TRIZ理论得到的优化方案,进行工作部件转速、动力校核以及联轴器的理论设计,设计制造出了新一代小型深耕机样机,并通过田间深耕试验进行验证。田间试验结果表明,小型深耕机的耕深为30.8cm,地表平整度为4.36cm,均到达设计要求,并且在整个测试过程中,耕深的稳定性系数达到94.42%,发动机工作顺畅,没有出现过载冒黑烟的情况。