仿生学概念由提出到在农业机械上的发展和应用越来越迅速,同时受到更多学者的重视。本文目的是将动物优良的土壤挖掘性能应用于深松机具的结构设计中,以达到有效的减阻和更好的深松效果。本文在圆弧深松铲和对动物爪趾的研究上,在不改变制造材料的前提下将土壤洞穴动物高效的挖掘性能应用于仿生深松铲结构设计上,并结合安徽地区的土壤和机具条件;通过有限元分析和离散元方法验证仿生深松铲的设计合理性,为以后优化设计提供理论基础。同时制造出仿生深松铲实体进行田间试验。开展了一系列研究:（1）分析和建模深松整地机的主要工作部件圆弧形深松铲,引入仿生生物家鼠爪趾轮廓曲线,应用到圆弧形深松铲铲柄截面,并依据优化理论设计一种仿生深松铲;并对铲柄和铲尖受力分析;铲尖受到的阻力F₁为876N,铲柄受到的阻力F₂为256N;（2）针对仿生深松铲和圆弧形深松铲的铲柄和铲尖分别进行了有限元静力学分析,通过分析得到仿生深松铲铲柄最大变形量为1.35×10^-3mm,最大应力为4.49MPa。圆弧形深松铲铲柄最大变形量1.63×10^-3mm,最大应力为7.96MPa,均略大于仿生型深松铲。铲尖最大变形量为0.91×10^-3mm,最大应力为2.603MPa。（3）通过有限元（ABAQUS）瞬态动力学模块对仿生深松铲进行分析,载荷施加为速度,运动仿真分析后得到仿生深松铲铲柄最大应力为36.45MPa,铲尖最大应力103.19MPa;铲柄最大变形量为0.2639mm,铲尖最大变形量为0.2868mm;其接触土壤时所受最大阻力为2176.49N。其分析结果为后续试验制造和优化提供理论基础。（4）针对仿生深松铲和圆弧深松铲作业过程的牵引阻力,在离散元中同一工况（一定的耕作深度、作业速度）下仿真分析,并通过后处理得到仿生深松铲的平均作业阻力为763.04N,圆弧深松铲的平均阻力为907.41N,结果表明仿生深松铲减阻率达到15.91%;对比发现,牵引阻力和工作速度的增加成正比。（5）根据仿生深松铲的二维图纸和制造工艺要求,加工出仿生深松铲实体,并进行田间试验。结果表明,入土行程达到3m可达到平稳耕深;深松深度稳定性系数为97.24%,变异系数为2.76%;土壤平整度为40.35mm,碎土率为74.24%。