芝麻是我国的主要油料作物之一，2017年我国芝麻种植面积4.03×105hm2，芝麻总产量6.31×105t，单位面积产量1569.32kg/hm2。我国芝麻的收获机械化水平低，绝大多数采用人工割刈法，收获效率低，劳动强度大，目前我国尚未开展芝麻联合收获机械的研究，联合收获领域尚属空白。本文针对芝麻联合收获技术展开了相关研究，针对芝麻植株高大、茎秆粗壮、蒴果易炸裂等特性导致的割送系统损失率大等问题，设计了一种适用于我国的芝麻联合收获割送系统，研究内容主要包括以下几个方面：
　　1.基于芝麻收获割送的植株及蒴果物理特性研究。通过对芝麻植株高度、果轴长度、重心位置、底荚高度、蒴果数量、蒴果籽粒数等生长特性参数进行统计学分析，开展了芝麻茎秆剪切特性试验，阐明芝麻茎秆切割时的剪切力—位移关系，试验测定芝麻茎秆的最大剪切力为567.87N，最大剪切强度为5.16Mpa；开展了芝麻植株上部、中部、下部节位蒴果拉伸特性试验，阐明蒴果与茎秆连接处的拉力—位移关系，试验结果显示上部节位蒴果的成熟度比下部节位蒴果的成熟度低，抗拉强度较大，最大拉力为18.5N，连接处的抗拉强度最大为4.79MPa。
　　2.芝麻联合收获割送系统设计和分析。通过对芝麻开展生长特性和物理特性的研究，基于我国芝麻的栽培方式，确定了割送系统的整机结构和传动方案。芝麻联合收获割送系统由拨禾装置、切割装置、茎秆与落粒汇集传送装置、螺旋输送装置等组成。开展了芝麻联合收获割送系统各关键部件结构参数和运动参数的设计与分析，确定了拨禾轮直径1.0m，转速在20~30r/min；往复式割刀横向运动的平均速度Vp=1.2～1.8m/s，割刀进距为0.06～0.07m；茎秆与落粒汇集传送装置的长度为l=1.5m，安装倾角为20°；螺旋输送器直径为600mm，螺旋输送装置转速为200~300r/min。
　　3.芝麻联合收获割送系统仿真分析。利用软件建立芝麻联合收获割送系统三维模型，利用ANSYS软件对拨禾轮提升杆、割刀进行了力学仿真分析，对割送系统和过桥进行了模态仿真分析，分析拨禾轮提升杆和切割刀在工作时受到的冲击载荷、割送系统和过桥的固有频率；利用Adams软件对拨禾轮和割刀的运动速度进行了运动学仿真分析，拨禾轮转速为24r/min，机器的前进速度1.3m/s，割刀的运动速度1.2～1.8m/s时，能够实现最优的扶持、推送和切割的匹配效果。
　　4.芝麻联合收获割送系统田间试验分析。对芝麻联合收获割送系统进行二次旋转正交试验，通过分析得到前进速度、拨禾轮转速、螺旋输送器转速对损失率和破损率之间的作用关系，建立回归方程。运用MATLAB软件绘制因素间两两相互作用对损失率和破损率的影响规律，优化最佳工作参数组合：前进速度1.3m/s，拨禾轮转速24r/min，螺旋输送器转速260r/min时，割送系统的损失率和破损率达到最小值。