随着马铃薯种植规模、产业规模的不断扩大和产业层次的逐步升级,马铃薯收获的机械化程度不断提高,但马铃薯块茎损伤问题却变得日益严重。在马铃薯收获、包装、运输和分选等各个环节,都容易形成机械损伤。因此,研究马铃薯在机械碰撞中的损伤机理并优化机器的结构参数,从而减轻马铃薯在输送、分选中的损伤是很有必要的。本文通过分析马铃薯的分选需求,设计了利用机器视觉技术检测马铃薯缺陷的马铃薯分选机;通过研究马铃薯从输送机到分选机输送过程中的碰撞问题,对马铃薯分选机的参数、关键部件以及输送机的结构进行了改进和优化。主要研究内容如下:针对马铃薯在输送和分选过程中因机械碰撞导致表面破损的问题。通过对马铃薯的碰撞分析确定引起马铃薯损伤的因素,取得分选机运行参数的取值范围。并利用离散元仿真软件进行仿真。以伤薯率为评估指标,以输送带速度、仿形滚轮移动速度、马铃薯滑落落差为试验因素进行正交试验,确定最佳参数组合,当输送带速度为0.32m/s,马铃薯滑落落差为103.5mm,仿形滚轮移动速度为0.49m/s时伤薯率最低,为1.98%,符合国家标准和行业标准对商品薯进行分级与检验的要求。为了深入研究引起马铃薯机械损伤的因素,在经试验获得输送带与马铃薯分选机的参数的前提下,分析马铃薯的滑落姿态和滑落位置对马铃薯损伤的影响。为了更准确的控制马铃薯的滑落位置以及更好的模拟马铃薯的破损状态,使用多个小颗粒粘结生成马铃薯颗粒,并通过离散元软件进行模拟仿真,从而得到马铃薯最佳滑落姿态和滑落位置,并改进输送机使马铃薯按照最佳位置和姿态滑落。针对马铃薯在输送到分选机过程中的二次回弹导致马铃薯破损的问题,在马铃薯按照最佳位置和姿态滑落的前提下,分析马铃薯二次回弹时所受到的碰撞力,确定二次回弹时影响马铃薯所受碰撞力的因素是仿形滚轮外圆直径、仿形滚轮曲率、滚子材质,并进行两次仿真试验来确定参数。第一次试验以仿形滚轮外圆直径、仿形滚轮曲率为试验因素,以马铃薯粘结颗粒掉落数为试验指标进行正交试验,从而得到最佳参数,当仿形滚轮外圆半径为68mm,仿形滚轮曲率为0.015时,马铃薯粘结颗粒掉落数为2;第二次试验,在第一次试验得到的仿形滚轮参数的前提下,用离散元仿真软件仿真,让马铃薯二次回弹到不同材质的仿形滚轮上。仿真结果显示,当马铃薯二次回弹到橡胶材料的仿形滚轮上时,马铃薯粘结颗粒掉落数比较少,受到的碰撞力较小。