为解决由于葡萄园空间狭小,大型机组开沟虽质量较好,但操作性不佳,有的功耗大,而人工开沟工作效率低等问题,为既满足葡萄园农艺要求,又要使机器小巧灵活,必须设计一种整机总质量小、结构小巧、操作转移方便、能够适应其低矮狭小空间作业的小型开沟机,对提高葡萄园开沟劳动效率、经济效益具有重要意义。通过调查并对小型开沟机现状、葡萄园工作环境深入分析的基础,进行双旋耕轮设计；通过对开沟部件的运动学、力学、功耗以及被切单元土壤垡片运动学的分析,论证了开沟部件相关参数对开沟作业性能的影响；设计制造了开沟部件及其室内土槽试验台,并通过单旋耕轮、双旋耕轮切土开沟单因素试验分析了各因素对开沟机开沟功耗、抛土距离的影响；根据单因素试验结果,进行了四因素三水平的正交试验,得到了各因素对开沟工作性能的影响。结论如下：(1)开沟机为旋耕刀以反转方式进行开沟作业,机器体积小巧,质量轻,操纵架可360。水平位置旋转且高度可调,适合于果园低矮作业环境；挡土导流板角度可调,能适应不同耕深的抛土要求。(2)Matlab软件对开沟部件作业功耗的仿真计算的极差分析结果表明：开沟深度和刀轮转速是影响功耗的主要因素,转速越大,功耗越大,开沟深度越大,功耗越大。(3)开沟部件室内试验得到的结构参数及运动参数最优组合为：A型刀轮,转速180r/min,前进速度0.06m/s;且对开沟关键部件进行了有限元静态分析,结果表明开沟部件具有较好的力学性能。(4)开沟部件抛土过程高速摄像试验结果表明：随着刀轮转速的增加,轨迹跟踪曲线的最高点依次增加；抛出的土粒流动的方向不是单一的,而像以机组前进方向的轨迹为起始边的“扇形”流向沟旁,土粒射向前方机会落到刀轮的前方增加前进阻力或射击到挡土板回落到沟中。(5)制造了样机且配置9.0kW汽油机,在葡萄园及烟苗地进行的试验表明：该开沟机2次作业开出的沟深可达500mm左右,沟宽超过200mm,且沟壁光滑、沟型整齐平直、沟中残留碎土少,满足葡萄园农艺要求。