我国蚕丝业历史悠久,是世界上最大的茧丝绸生产国和出口国。据统计,2016年全国有近800万农民从事栽桑养蚕,年产茧量约80万吨,占世界总产量的75%以上。但我国蚕桑产业机械化水平低、蚕桑生产技术研究落后,致使我国蚕桑产业大而不强。解决这些问题的根本出路就是实现蚕桑产业机械化,用先进的科学技术去引导蚕桑产业升级。蚕桑产业机械化可以有效提高生产效率,降低生产成本,增加经济效益。采茧是蚕桑产业中重要的环节,也是影响蚕茧品质的关键工序。塑料折蔟蚕茧的采收主要依靠手工,需将蚕茧逐个从塑料折蔟上采下。人工采茧效率低,劳动强度大,采茧成本高,严重制约了蚕桑产业的发展。因此,为实现塑料折蔟蚕茧的机械化采收,研制了一种对辊式塑料折蔟蚕茧采收机。首先对蚕茧和塑料折蔟的力学特性进行了试验,使用万能试验机对蚕茧进行压缩试验,测量计算蚕茧的轴向压缩弹性模量、径向压缩弹性模量、轴向抗压强度、径向抗压强度等参数;对塑料折蔟进行拉伸试验,测量塑料折蔟的拉断力;对蚕茧与塑料折蔟进行分离试验,测量拉断茧衣时蚕茧从折蔟上脱离的分离力。试验测定了蚕茧的摩擦系数。试验测得:蚕茧的轴向压缩弹性模量、径向压缩弹性模量分别是1.326±0.197 MPa、0.209±0.036 MPa,轴向抗压强度、径向抗压强度分别是0.237±0.038 MPa、0.104±0.012 MPa;以20 mm/min的加载速度施加载荷得到的单根折蔟拉断力为35.3±6.3 N,单孔格折蔟拉断力为46.5±4.5 N;当万能试验机的加载速度是50 mm/min、100 mm/min、150 mm/min时,蚕茧与折蔟分离力的大小依次为3.13±0.31 N、3.07±0.36 N、2.92±0.27 N;蚕茧与铁板之间的静摩擦系数为0.56、滑动摩擦系数为0.51。力学特性试验为塑料折蔟采茧机的研制提供了数据支持。对折蔟采茧机的整体方案进行设计,首先分析蚕茧与折蔟之间的连接状态,确定逆向对辊旋转剥离式的蚕茧采收方式,对蚕茧进行受力分析得出采茧辊参数;运用Solidworks建立采茧机三维模型,介绍采茧机的各组成部分;设计基于STM32F103C8T6控制器和光幕传感器的自动采茧控制系统。运用ADAMS虚拟样机仿真软件,对蚕茧的采收过程进行仿真模拟,并仿真采茧辊直径、采茧辊转速和采茧辊间距三个因素对蚕茧受力的影响。本文在研制塑料折蔟采茧机的过程中,共加工制造了两代采茧机,第二代采茧机对第一代采茧机中的不足进行了优化与改进。对蚕茧采收过程进行高速摄像试验,验证理论分析时蚕茧运动状态的正确性。通过采茧辊扭矩试验,得出采茧辊转速对电机所受扭矩值的影响,验证ADAMS仿真试验的正确性。2017年11月中旬,在浙江省湖州市南浔区云豪家庭农场进行第一代采茧机蚕茧采收试验,采茧效率为人工采茧效率的3.7倍;2018年6月上旬,在山东省泰安市岱岳区金硕果家庭生态农场进行第二代采茧机蚕茧采收试验,采茧效率为人工采茧效率的9.2倍,采茧效率得到了显著提升,并将塑料折蔟采茧机在蚕桑养殖地区进行了推广使用。