机械化和智能化的物理方法除草正成为精确农业科学领域的研究热点。现有的圆盘式、单双翼铲式除草机构均面向行间的机械化中耕除草而设计，无法应用于株间除草，少数面对株间除草的装置，只能在植株间距非常均匀的情况下使用。这些除草机构都无法实现一般栽培方式下株间除草的需要，更无法实现株间、行间一体化智能精确除草的需要。　　 本文设计了三种挂接于多功能除草实验台的精确除草执行机构，利用虚拟样机技术对其结构参数进行设计、进行动力学仿真分析，并对各执行机构进行了实验研究。主要研究内容包括以下几个方面：　　 (1)结构设计：对八爪式除草执行机构、S型铲和三爪转盘工作部件的具体结构和尺寸作了详细的设计，计算了八爪式除草执行机构割刀中心的理论轨迹，根据一定的理论依据设计了割刀的碎土角等参数。　　 (2)仿真分析：对各个工作部件运用Pro/E进行了三维设计，然后导入ADAMS进行了仿真分析，着重对割刀中心的轨迹进行了运动学仿真分析和传动部件的动力学仿真分析。割刀中心的轨迹仿真分析主要在不同的前进与转动速度比值下进行仿真分析，记录了割刀中心的轨迹，计算了各株距下的最适合速比值。多次的仿真分析，为物理样机实验的实验条件选取提供了参考，极大地减少了物理样机实验次数。在动力学仿真分析前，设置了材料的属性参数，依据碰撞理论，设置了碰撞模型的参数，分析了碰撞力的实验结果，为物理样机传动部件的加工尺寸参数提供了参考。　　 (3)实验研究：对八爪式除草执行机构主要进行了仿真轨迹的验证实验、伤苗率和覆盖率的计算，发现物理样机实验得到的割刀中心轨迹和仿真分析轨迹吻合度较好，伤苗率约为2.6％，在对割刀改进后覆盖率可以达到80％以上。对于S型除草铲和三爪转盘做了浅耕除草效果、中耕松土效果、工作阻力和能耗测定的实验研究，找出了有较好除草效果和松土效果时的工作参数。　　 本文的研究为田间株间除草机械的进一步设计、优化和研制提供了实践依据。