板蓝根属于深根茎类作物,根系发达,收获时挖掘深度较大。为解决板蓝根挖掘装置在作业过程中存在前进阻力大、根茎损失率高的问题,通过结构设计、理论分析、离散元仿真试验、田间试验等方法,对挖掘装置的关键部件进行设计与试验研究。主要研究内容如下:（1）本文以黑龙江省大庆市大同区板蓝根种植基地的板蓝根和土壤为研究对象。在板蓝根收获的季节,通过对板蓝根和土壤的挖掘测量,获得土壤密度、土壤含水率、板蓝根根茎轮廓尺寸、根茎密度、根茎含水率、根茎泊松比、弹性模量、剪切模量,为后续研究提供数据支持。（2）根据板蓝根的种植农艺要求、根茎在土壤中的轮廓尺寸范围以及分析其他挖掘装置的优缺点,设计了一种针对单垄板蓝根根茎收获的挖掘装置。该装置由三点悬挂、挖掘铲、立刀组成。通过理论分析获得该挖掘装置的挖掘铲长度、栅条间距、工作幅宽等参数的取值和铲尖倾角、铲尖夹角、输送栅条倾角等参数的取值范围。（3）通过爬坡试验的方法对土壤与根茎的离散元仿真接触参数进行标定试验,获得能够模拟田间土壤力学特性的土壤模型接触参数。并在接触参数的标定试验中建立了土壤颗粒模型、根茎模型、土壤模型。在参数标定好的土壤模型上,以挖掘铲的铲尖夹角、铲尖倾角和输送栅条倾角作为试验因素,以前进阻力为指标,对挖掘装置分别进行单因素仿真试验和三因素五水平正交旋转仿真试验。最终确定挖掘铲的最佳结构参数为:铲尖倾角取11°、铲尖夹角取64°、输送栅条倾角取23°。（4）以机具前进速度、挖掘深度、入土倾角为试验因素,以前进阻力和根茎损失率为性能指标,对挖掘装置分别进行田间单因素试验和正交试验。通过对正交试验结果的分析发现,试验因素对前进阻力影响的主次顺序为:挖掘深度、机具前进速度、入土倾角。试验因素对根茎损失率影响的主次顺序为:机具前进速度、挖掘深度、入土倾角。采用综合平衡法选取较优工作参数组合。当挖掘深度为330mm、机具前进速度为5km/h、入土倾角为18°时,前进阻力为4.684k N,根茎损失率为2.05%,挖掘装置工作性能最佳。