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马铃薯收获机普遍存在挖掘阻力大、薯土分离不彻底、机具作业时易于被薯秧、杂草混合物缠绕等问题，导致马铃薯收获作业质量下降，效率降低，严重阻碍了马铃薯机械化收获的发展。本文在研究了国内外马铃薯收获机的性能和参数的基础上，提出了马铃薯收获机的新结构。重点对防缠绕装置、多级输送分离装置、挖掘装置进行结构设计和理论分析，对防缠绕装置进行参数优化和田间性能对比试验，对多级输送分离装置进行仿真分析，对整机进行田间性能试验和参数优化，解决了机具在复杂的作业环境下极易产生的薯土分离不彻底、机具易于被杂薯秧、杂草混合物缠绕等问题，提升了薯类收获机机械化与装备和技术水平。
（1）作业时，田间薯秧、混杂草合物易于缠绕机具，可造成挖掘铲两侧壅土，增加机具前进时的阻力，严重可造成中断收获作业。针对此难题，设计一种动力切刀式防缠绕装置新结构。对该防缠绕装置进行动力学分析和力学分析，确定了切刀转速、最大回转半径、切刀厚度、滑切角、刀片数和切薯草节距等结构参数。通过二次正交旋转组合试验，建立了试验因素刀轴转速、最大回转半径、刀片厚度等与防缠绕的试验指标的回归方程，优化计算出了防缠绕装置的最佳作业参数。选用动力切刀式、立轴对向主、立轴对向被动旋转式3种防缠绕装置与无防缠绕装置的机具进行对比试验，试验结果表明：3种防缠绕装置都具有一定的防缠绕效果，动力切刀式防缠绕装置的作业效果最好，可在复杂作业环境下保持机具作业效果稳定。
（2）针对一级输送分离装置薯土分离不彻底等问题，设计了多级薯土分离装置。对多级滚筒式薯土分离装置进行结构设计和力学分析，确定了滚筒直径、间距、滚筒栅条间距及滚筒转速等重要参数。研究分析了多级输送分离装置作用过程，并基于Adams进行了理想状态下运动仿真，分析了薯土分离运动过程，绘制了不同滚筒直径下薯块的运动轨迹、速度、加速度等变化曲线，确定了滚筒直径参数。
（3）针对目前国内薯类收获机具存在的挖掘阻力大、伤薯、漏挖等问题，通过理论计算、三维建模，对挖掘铲的结构进行了优化设计，采用组合式挖掘铲，有效降低了挖掘阻力和切薯、伤薯率。
（4）为了检验整机田间作业性能，对机具进行了进行田间性能试验，并通过二次正交旋转组合试验，建立了试验因素一级输送滚筒转速、多级输送滚筒转速、机具前进速度与防缠绕的试验指标的回归方程。优化计算出了防缠绕装置的最佳作业参数，一级输送滚筒转速为3r/s，多级输送滚筒转速为2r/s，机具前进的速度1.5m/s。
（1）作业时，田间薯秧、混杂草合物易于缠绕机具，可造成挖掘铲两侧壅土，增加机具前进时的阻力，严重可造成中断收获作业。针对此难题，设计一种动力切刀式防缠绕装置新结构。对该防缠绕装置进行动力学分析和力学分析，确定了切刀转速、最大回转半径、切刀厚度、滑切角、刀片数和切薯草节距等结构参数。通过二次正交旋转组合试验，建立了试验因素刀轴转速、最大回转半径、刀片厚度等与防缠绕的试验指标的回归方程，优化计算出了防缠绕装置的最佳作业参数。选用动力切刀式、立轴对向主、立轴对向被动旋转式3种防缠绕装置与无防缠绕装置的机具进行对比试验，试验结果表明：3种防缠绕装置都具有一定的防缠绕效果，动力切刀式防缠绕装置的作业效果最好，可在复杂作业环境下保持机具作业效果稳定。
（2）针对一级输送分离装置薯土分离不彻底等问题，设计了多级薯土分离装置。对多级滚筒式薯土分离装置进行结构设计和力学分析，确定了滚筒直径、间距、滚筒栅条间距及滚筒转速等重要参数。研究分析了多级输送分离装置作用过程，并基于Adams进行了理想状态下运动仿真，分析了薯土分离运动过程，绘制了不同滚筒直径下薯块的运动轨迹、速度、加速度等变化曲线，确定了滚筒直径参数。
（3）针对目前国内薯类收获机具存在的挖掘阻力大、伤薯、漏挖等问题，通过理论计算、三维建模，对挖掘铲的结构进行了优化设计，采用组合式挖掘铲，有效降低了挖掘阻力和切薯、伤薯率。
（4）为了检验整机田间作业性能，对机具进行了进行田间性能试验，并通过二次正交旋转组合试验，建立了试验因素一级输送滚筒转速、多级输送滚筒转速、机具前进速度与防缠绕的试验指标的回归方程。优化计算出了防缠绕装置的最佳作业参数，一级输送滚筒转速为3r/s，多级输送滚筒转速为2r/s，机具前进的速度1.5m/s。