黄花菜又名金针菜,忘忧草,属百合目萱草属,是多年生草本植物。黄花菜作为重要的经济作物,在我国具有8大代表性的产区。黄花菜的采收困难的问题由来已久,在各个产区都存在,以山西省大同市黄花菜产区为例,这主要是因为黄花菜采摘要求的特殊性,到目前仍然没有机械化、智能化的采摘设备,黄花菜的采收仍然使用纯人工劳动,劳动强度大。针对目前黄花菜采收困难的问题,通过对黄花菜的生长特性以及采摘要求进行研究,仿照人工采收,设计了气吸式黄花菜采收系统。对黄花菜进行物理力学特性检测,利用空气动力学原理、机构运动学原理以及机械设计理论进行气吸式黄花菜采收系统的总体设计与计算。利用机械结构的设计方法对采摘装置进行设计计算,建立采摘机构以及机械臂的机构运动学模型。对旋涡风机进行理论分析,进行旋涡风机的设计。利用Solid Works、fluent等计算机辅助软件,建立关键部件的三维模型,利用fluent对黄花菜的气气吸式输送进行模拟。主要研究如下:（1）本文对黄花菜的关键的物理力学特性进行检测,测量黄花菜的三轴尺寸以及黄花菜的质量,试验测量出黄花菜的含水率,通过计算密度以及悬浮度计算公式,计算出新鲜黄花菜的密度以及悬浮度,测量后,经计算得出,黄花菜的三轴尺寸平均为:新鲜黄花菜的花柄部位长为25.136mm,花柄粗为3.992mm,花蕾部位的长为110.944mm,花蕾粗为10.84mm。单株新鲜黄花菜的平均质量为4.3112g,密度为0.27g/cm~3;新鲜黄花菜的悬浮速度为2.736m/s,新鲜黄花菜中的含水率为85%。为气吸式黄花菜采收系统的设计提供了数据支撑。（2）对黄花菜的采摘装置进行设计研究。根据黄花菜的生物特性,分析黄花菜的采摘时的技术要求,设计鸭嘴式采摘结构。鸭嘴式采摘装置是采用缸径为10mm,行程为20mm的磁偶式无杆气缸作为动力源来配合使用。对鸭嘴式采摘装置进行matlab运动学仿真,得到摇臂转动与气缸位移的关系,即滑块在磁偶式无杆气缸的作用下向下位移2.07mm,鸭嘴式采摘装置摇臂机构的旋转角度为15°实现闭合,此时左右滑动的滑块A,位移为0.006mm,位移极小,可以设计为有间隙的固定铰接点。在进行采收作业时,采摘装置连接有采摘臂机构,采摘臂采用三段式结构,采摘臂的第一段与第二段长度均为300mm,第三段长度为200mm,采摘臂伸展的极限长度达到800mm。（3）对黄花菜的输送收集系统进行设计分析。根据测量得到的黄花菜的三轴尺寸以及悬浮速度,对输送收集系统进行设计。输送管路采用圆形管路输送,圆管内径为20mm,外径为26mm,壁厚为3mm,总体长度为2000mm;对收集装置的设计,收集箱整体成圆桶结构,直径为200mm,高度为650mm。风机使用旋涡风机,风机叶轮的轴径为32mm,叶轮的外缘直径为336mm,叶片数为55,叶轮的前弯角度为30°,旋涡风机流量为320m~3/h,旋涡风机的管口风速为35.6m/s,风压为780pa。（4）对输送系统进行fluent仿真分析,得出在旋涡风机的作用下,内径为20mm的输送管路内的最大流速可以达到23.83m/s,输送管路中的最大压力为563.6pa,在采摘装置的采收口出流速最大,在输送管内随着摩擦力作用,流速降低,最终能够全部输送到收集装置中。