再生稻作为一种“一种两收”的特殊水稻种植模式,可在其头季收获后保留的稻桩上再次抽穗,形成再生季水稻。该模式具有复种指数高、产量高、米质优、培育成本低、经济效益高等优点,是保障我国水稻生产稳步发展、确保粮食安全的一条有效途径。然而,采用现有普通水稻联合收获机进行头季再生稻收获时,会对其稻桩造成高达45～50%的碾压并严重影响再生季水稻产量;另一方面,由于头季再生稻需要在较高的留茬位置（一般为30～40 cm）进行收获,使得针对全喂入式设计的普通水稻收获机在结构参数、运动参数上与作业对象不再匹配,造成功率浪费。采用宽幅割台与分层切割（双层切割器）相结合的方式,可以有效解决上述问题。为此,本文从水稻植株形变计算方法、茎秆剪切力学性能出发,采用理论与试验相结合的方法,开展了再生稻宽幅分层切割及其自适应控制技术的研究,主要工作如下:（1）对受拨禾轮作用的水稻植株进行受力分析,建立了水稻茎秆受力模型,并基于大挠度计算公式及辛普森公式推导了水稻茎秆的拟合方程。进一步地,推导了水稻植株（包括穗头）的受力模型与拟合方程,以及双层切割器相对位置的配置方法。实验结果显示,带穗头茎秆拟合曲线、稻穗最低点拟合值、下层切割器作用前拟合曲线均与实测值相近,证明了所推导的计算方法可应用于双层切割器的相对位置设计。（2）为研究水稻茎秆主要剪切力学性能（包括剪切力、剪切功耗等）在不同切割位置（15个切割点）、切割器类型（III型、V型切割器）、切割角度（0°、15°、30°）下的变化趋势,采用自行设计的茎秆夹持装置配合质构仪对水稻茎秆进行剪切实验。通过分析水稻茎秆剪切过程的力-位移曲线,划分了水稻茎秆剪切过程;通过显著性分析方法,讨论了不同切割位置、切割器类型、切割角度对各剪切力学性能的影响;根据数据分析结果,选定III型往复式切割器作为切割部件,并给出了双层切割器切割角度的配置方法。（3）设计再生稻宽幅分层切割割台,主要内容包括:结合水稻植株形变计算方法、茎秆剪切力学性能以及头季再生稻收获要求,对双层切割器的相对位置、切割角度进行配置,实现对头季再生稻的分层切割（其中,上层切割器仅收获短茎秆穗头、下层切割器保证留茬高度）;根据低草谷比物料特性,设计割台搅龙;针对收获高度、收获物料重心的提高,设计拨禾轮;为防止长茎秆散落田间从而影响再生季水稻生长,设计中间圆盘切割器;根据各部件转速、动作需求,设计割台机械传动路径以及液压传动回路。（4）针对头季再生稻收获过程中收获环境复杂多变这一情况,基于多传感器技术,开发了再生稻宽幅分层切割割台自适应控制系统。该系统利用彩色深度相机获取水稻穗层高度、利用红外深度相机获取收获机在田间的下陷深度、利用姿态传感器修正收获机姿态变化对深度相机的影响、利用直线位移传感器获取双层切割器的高度。经测试,上述传感器误差均优于设计指标,满足再生稻宽幅分层切割割台自适应控制系统的控制精度需求。所设计的控制系统除上述传感器外,还包括上位机、单片机、液压系统电磁阀等。系统工作时,彩色、红外深度相机、姿态传感器所采集的信号经上位机处理后,与直线位移传感器的信号一同被传输至单片机进行处理与计算,单片机控制程序根据计算结果控制液压系统电磁阀开关,实现割台的自适应控制。（5）通过与普通联合收获机的田间对比试验（2019年）,验证所开发的再生稻宽幅分层切割割台的可行性与有效性。试验结果表明,搭载该割台的收获机直行碾压率、穗头茎秆长度分别为26.9%、125±80 mm（较普通联合收获机数据均有大幅下降）,田间留茬高度332±22 mm,经再生稻宽幅分层切割割台采收田块的再生季水稻产量为6669.1 kg·ha-1,较普通联合收获机增加1163.8 kg·ha-1,充分证明了所开发的割台可以有效提高再生季水稻产量及再生稻种植的经济效益。对搭载中间圆盘切割器及自适应控制系统的再生稻宽幅分层切割割台再次进行田间试验（2021年）,试验验证了中间圆盘切割器及所开发的自适应控制系统的可行性。