油菜是我国种植面积最大的油料作物,油菜机械化收获是提高生产效率、促进油菜产业发展的关键之一。分段收获充分利用了油菜的后熟作用,具有籽粒成熟度一致、收获损失率低等优点,但现阶段油菜机械化分段收获缺乏专用机具、生产成本较高。结合我国履带式收割机保有量大的优势,兼顾道路运输要求,设计了一款基于履带式联合收割机底盘的宽幅可折叠油菜割晒机,采用模块化设计的割台可实现与联合收割机割台互换,降低机械化收获投入成本,提高机具动力利用率。基于宽幅作业、窄幅运输两大技术要点以及中间铺放、茬上晾晒的割晒工艺,开展了油菜割晒机的整体设计,确定了各工作部件运行参数,对机架结构进行了拓扑优化,并通过田间试验分析了机具作业效果。主要工作内容如下:（1）测试分析了不同油菜品种的适收期物料特性。利用重力传感器设计了一种油菜植株重心测量装置,标定结果与传统吊绳法所测重心高度的相对误差小于3%;以华油杂62、宁油杂1838、庆油杂3号、渝油28、浙油杂108、中油杂19等6种油菜为研究对象,开展了各品种油菜植株的表型参数、力学特性、含水率测试,结果表明:不同品种之间表型参数差异较大,油菜平均株高在1659.6～1949.5mm之间,第一分枝高度在491.6～829.6mm之间,初始重心高度在922.3～1086.5mm之间,而且随着留茬高度的增加不同品种油菜重心高度都呈现线性增长趋势,不同品种之间力学特性差异不显著,最大破坏力均值在82.45～203.02N之间,弯曲强度均值在3.11～8.38MPa之间,最大弯曲位移比均值在0.36～0.56之间,不同品种油菜含水率均值在71%～88%之间,随着收获时间的后移,植株含水率呈先缓慢上升再下降趋势;通过回归分析确定了留茬高度为300mm时各油菜品种重心高度与植株高度、第一分枝高度、分枝数量、植株重心、含水率之间的关系模型,为割晒作业时拨禾轮高度调整提供依据。（2）开展了宽幅可折叠油菜割晒机整机及其关键部件的设计。在系统分析了国内外油菜割晒和宽幅折叠关键技术基础上,提出了宽幅可折叠油菜割晒机设计方案,并根据油菜割晒植株运移路径,分析了割晒工艺流程,确定了割晒机结构组成、传动路线以及作业参数,机具作业幅宽为4.0米,前进速度为0.8～1.1m/s;利用液压缸和导轨-滑块机构设计了一种液压折叠装置,并开展了液压系统设计与分析,通过计算各部件作业功率、分析割台受力情况,确定了液压马达、液压缸的型号与结构参数,马达型号为BMR80,排量为81.5ml/r,液压缸型号为HSG-40,行程分别为200mm、500mm、700mm、150mm;开展了割晒机关键工作部件的设计与分析,确定了拨禾轮、割刀、输送装置的结构参数与工作参数,三者转速分别为42.5r/min、390r/min、260r/min;通过分析割晒机纵向稳定性确定了机具重心位置,稳定性储备利用系数为0.183,满足履带式底盘质量分配要求。（3）基于ANSYS软件进行了割晒机机架静力学分析和拓扑优化设计。利用静力学模块分析了割台机架与液压折叠装置机架在割台展开、折叠下的受力情况,并基于此结果开展了两个机架的拓扑优化设计,分别在材料去除率为85%和80%时得到了较为合理的拓扑结果;对比分析了优化前后两个机架的应力与变形情况,优化后割台机架的最大应力为149.14MPa,最大应变为5.26mm,分别降低了28.4%、18.3%,优化后液压折叠装置机架的最大应力为66.83MPa、最大应变为0.14mm,分别降低了67.9%、53.3%,优化后机架力学性能得到较大的改善;通过model模块对优化后的两个机架进行了模态分析,割台机架前六阶固有频率为28.19Hz、32.63Hz、49.61Hz、95.96Hz、120.14Hz、136.81Hz,液压折叠装置机架前六阶固有频率为98.82Hz、124.88Hz、148.18Hz、179.58Hz、196.17Hz、219.50Hz,均远离割晒机工作部件的激振频率范围。（4）开展了宽幅可折叠油菜割晒机田间试验。以机械直播的华油杂62为试验对象,通过五点取样法测出了试验田块油菜表型参数,试验区域油菜平均株高为1560mm,主茎杆直径为19.16mm,平均分枝个数为8个,第一分枝高度为548mm,种植密度为25株/m~2,角果层平均直径为510mm;测量了割晒后油菜的铺放质量,铺放角度为24.4°,铺放角度差为8.52°,铺放宽度为617.7mm,铺放高度为512mm,割茬高度为362.9mm,各项指标均满足割晒机作业质量标准。