随着人们的健康意识逐渐加强,对中药材的需求也越来越大,导致中草药的种植范围越来越广。由于中草药种植中实施大量肥料和水量,杂草因环境因素导致快速滋生。传统的药剂除草方式会造成农药残留等问题,不利于中药材种植。如何控制中草药种植中的杂草,已成为中草药种植中的一个重要问题。基于上述事实,我们研究采用物理方式进行除草。通过对国内外除草机的发展和研究现状的分析,发现国内大部分除草机都不能适应国内的中草药种植地类型,因此,有必要设计一种适合中草药种植地类型,又高效、环保、无污染的除草机。基于传统除草机上加入火焰系统和蒸汽系统两个方面,本文进行设计研究与现实,具体研究内容如下:(1)针对中药材种植中去除杂草困难的问题,汇总分析了当前主流除草方法,并对机械除草机进行研究,依据机械除草机具有流动性强、实用性广等特性,明确除草机设计要求、设计思路,提出火焰和蒸汽对中药材田地杂草进行联合处理思路,结合物理除草技术理论设计一种适合在中药材种植中的火焰除草机;(2)运用SolidWorks软件对设计物理除草机的相关关键部件进行结构建模;设计了物理除草机火焰系统和蒸汽系统,建立物理除草机模型;对物理除草机内部火焰和蒸汽进行仿真分析,使用COMSOL多物理场仿真软件对火焰系统中的喷嘴在加入空气、天然气等的实际工作情况下进行仿真,验证了在喷嘴直径选择5cm时,火焰喷射直径最大;使用Fluent仿真软件对火焰和蒸汽的喷嘴进行温度仿真,分析喷火过程中不同时间、距离时,杂草接收温度杂草的变化情况,通过优化挑选出最优的时间和喷射距离;(3)基于热传导、热散发、热辐射理论基础,与试验数据建立相关数学模型,将除草机构中的火焰系统、蒸汽系统试验数据导入SAS进行模态分析。通过优化发现在时间25s距离20cm杂草接收的温度最高,变化较为明显。中草药的种植不仅满足市场需求,而且对中草药的质量有着严格的要求。中草药种植的目的是提供更好的药材,生产安全、优质、放心的中药材是我们一直以来追求的目标,试验结果表明,火焰采用液化燃烧加热和蒸汽运用发热体加热,结合本文设计的机械除草设备,对中药材田间杂草进行连续试验,实现了配套可用于中药材除草的物理机械除草机。