白萝卜作为国内重要的蔬菜类农作物,种植地区多,种植面积广,具有物美价廉的特点,深受民众的喜欢,有着重要的经济价值。然而,我国白萝卜机械化作业研究起步较晚,尤其是白萝卜收获装备,仍处于空白的阶段。传统的人工作业模式,不仅劳动力要求大,而且收获效率低、收获成本高,不利于贵州白萝卜市场的发展。以白萝卜几何物理特性的测定作为着手点,研究影响白萝卜拔取力的因素;通过前期的调研,将农艺种植模式与白萝卜收获机设计相结合,提出了适合贵州丘陵山区的小型自走式白萝卜收获机的整体设计方案;确定了收获机松土、拔取夹持部件的结构和参数;基于离散元仿真对贵州黏土进行了参数标定,在此基础上重点开展了松土机构的仿真试验;最后通过台架试验研究了影响松土铲松土阻力的因素。论文主要研究内容如下:（1）对白萝卜进行了几何物理特征的测定和机械采收力学特性的试验研究,为小型自走式白萝卜收获机的设计及研制提供理论依据。选择贵州普遍种植的白萝卜品种,测量了其几何物理参数;研究了白萝卜茎杆直径、茎杆含水率以及拔取时加载速度对于茎杆拉伸力的影响;开展了白萝卜根部几何参数、土壤含水率对于白萝卜所需拔取力大小的试验研究,得到了白萝卜根部几何参数与拔取力成正比例关系,随着土壤含水率增大,白萝卜所需的拔取力先减少而后逐渐增大,含水率为19.26%时所需拔取力最小;通过在自然状态下拔取白萝卜和松土后拔取白萝卜的研究,发现在自然状态下拔取白萝卜茎杆容易出现茎叶断裂的情况,为减少拔取力,在白萝卜根部两侧进行松土作业,得到了松土距离和松土深度之间的最优组合,满足白萝卜收获机械的设计需求。（2）基于前期测定的白萝卜物理力学参数与种植农艺及山地作业的实际情况,提出了小型自走式白萝卜收获机设计的总体目标及其关键部件的方案。通过调研贵州威宁地区白萝卜种植的农艺要求,确定了白萝卜采收一垄双行模式的整机设计方案;根据贵州山地作业的需要,选择手扶拖拉机作为小型自走式白萝卜收获机的动力来源,确定了白萝卜收获机松土和拔取两个主要功能;利用Solid Works软件绘制收获机的各个零部件的三维模型并进行了装配;分析了小型自走式白萝卜收获机的工作原理并明确了其主要技术参数。（3）类比分析了不同根茎类收获机关键部件的结构形式和工作原理,确定了适用于小型自走式白萝卜收获机的松土和拔取结构。根据白萝卜拔取力试验的结果,确定了在白萝卜根部双侧松土的可行性;选择固定式的松土结构,建立力学模型分析松土部件作业过程中的受力情况,得到松土铲受力为1200N,松土铲柄受力为2600N;利用静力学分析得到最大变形点在松土铲铲尖位置,最大变形量为6.33mm,最大应力位置在铲柄固定点,最大应力为171.42Mpa;依据白萝卜一穴一株的种植模式,为保证白萝卜茎叶与拔取夹持机构接触部分的摩擦力足够,使得拔取白萝卜顺利出土,选择符合要求的双带式拔取夹持机构,在拔取过程中,保证白萝卜运动方向始终与轴向方向一致,确定了拔取夹持装置与水平方向的夹角为23°。（4）运用试验与离散元仿真相结合的方法开展了松土铲降阻减黏试验研究。根据贵州丘陵山地黄土壤黏附性强的特点,选择Hertz-Mindlin with JKR含湿颗粒接触模型;为了使离散元仿真结果与实际情况相符合,进行基于黄黏土与松土部件互触的离散元仿真参数的标定,得到不同土壤含水率下的仿真参数值;以减阻降黏为目标,采用不同类型的松土铲在不同土壤含水率条件下进行了松土作业,确定宽度为40mm凿形松土铲的减阻降黏性能最优;搭建试验平台开展了松土作业试验,利用拉压力传感器和数据采集系统得到松土机构作业时的松土阻力,研究不同因素对于作业阻力的影响,其中松土铲入土角的大小对松土阻力的影响最大,当松土铲入土角为20°时松土阻力最小。