针对中国西南丘陵山区马铃薯收获作业中存在的引进机型适用性低、明薯率低、伤薯率高、破皮较严重、机械化收获程度低的问题,设计一种适用于丘陵山区的小型马铃薯收获机,整机主要由三点悬挂装置、挖掘装置、激振式分离筛、多级振动调整装置、挖掘调整装置、变速箱、传动装置等组成.结合具体作业要求,对挖掘装置和升运分离装置进行参数确定和选型设计.挖掘铲为设有圆弧过渡曲面的二阶铲,增强了碎土剪切性能,提高了顺土能力.建立挖掘过程的挖掘装置阻力模型和运动学模型,并对挖掘装置进行有限元分析,得出挖掘装置的最大应变为5.05×10-8 m·m-1,最大应力为9327.7 Pa,最大变形为2.98×10-4 mm.建立马铃薯升运过程的运动学模型,对薯土混合物的运动形态进行分析,根据所计算的相关参数设计了二次正交旋转组合试验,分别对各试验指标进行响应曲面分析.发现影响明薯率的主要因素为作业速度和分离筛倾角,影响伤薯率的主要因素为作业速度和分离筛倾角,影响破皮率的最主要因素为入土角和分离筛倾角.田间试验结果表明:当作业速度为1.05 m·s-1,入土角为17°,分离筛倾角为15°时,试验条件下的明薯率为96.7％,伤薯率为1.3％,破皮率为1.5％,上述指标优于国家标准,符合马铃薯收获作业要求.