我国是甘蔗种植大国,但机械化收获技术水平较低,仍然以人工收获为主,导致大量的蔗叶滞留田间,影响田间管理和下季度宿根发芽,需要蔗叶还田机进行还田处理。蔗叶机械化还田能够带来良好的经济效益和生态效益,而现有的蔗叶粉碎还田机以拖拉机为平台,采用后挂式作业,整机重量大、功耗高、压实土壤、容易损坏宿根、机具适应性差等缺点影响其推广应用。基于以上因素,本团队致力于研究一种小型电动蔗叶还田机,由捡拾器将蔗叶捡拾起,离开地面,然后由刷辊将蔗叶刷入切割区,高速旋转的动刀采用剪切原理进行切断蔗叶。本文主要设计与研究还田机的工作机构,包括捡拾器、刷辊和刀辊的设计、整体机架的仿真分析、试验改进和试验分析,具体的研究如下:（1）参考现有的典型捡拾器,结合Adams运动仿真分析,设计一款适合本还田机的小型捡拾机构。现有的捡拾器整体尺寸大,明显不适合本还田机。为此,需要重新设计,分析捡拾器的工作原理,并建立数学模型,得出包括凸轮盘、夹持环、捡拾元件、碳纤维杆等结构参数,并利用Adams进行运动仿真分析,对参数进行优化。另外,分析影响捡拾器漏捡面积的因素,为试验分析提供依据;（2）刷辊结构和刀辊结构的设计。捡拾器捡拾起的蔗叶总会伸出整机宽幅,且受机架影响,蔗叶不易进入切割区,为此需要增设一刷辊,将蔗叶强行输入。刷辊的毛刷采用尼龙材质,圆周分布四排,转速高于捡拾器,以提高效率,避免堵塞。蔗叶切断采用有支撑的方式,无需质量大的刀具和高转速,本文采用轻薄的直刀片和方管刀槽的配合方式,采用剪切原理,对蔗叶进行切断,以满足还田要求。文中还对刀辊进行模态分析,结果表明刀辊的固有频率避开了自身的旋转激振;（3）机架进行静态受力和模态分析。机架是还田机的重要结构,关系到整机工作的稳定性和可靠性,需要对其进行静态结构分析和模态分析。通过对机架的主要受力位置进行理论计算,将结果乘以安全系数,利用Workbench进行仿真分析,结果表明,机架所受到的载荷均未超过其材料的屈服极限,且避开了工作激振和路面激振;（4）对样机的不足之处进行改进和改进后的试验分析。通过试验分析,观察到样机的刷辊和刀辊两端细轴径处、刀辊本身缠绕严重。为此,在刷辊和刀辊两端的轴承处安装防缠绕罩,将细轴径保护起来,与外界隔绝;在一排刀片的孔洞上过盈安装圆管,增大直径,加上毛刷的剐蹭,减少缠绕率;在刷辊轴两端增加螺杆,以增大推力来刷动蔗叶,而纵向蔗叶的切断,需要改用拐刀和定刀片来配合切断;对改进后的还田机,进行整机效果试验。试验以切断率作为指标,进行两因素三水平试验,并采用中心响应曲面法对试验结果进行分析。结果表明,在工作参数为前进速度0.6m/s,滚筒转速48.43r/min时,样机的切断率为91.8901%,满足蔗叶还田机的设计要求（切断率大于90%）,并得到试验验证。