荸荠（Eleocharis dulcis）又名马蹄,是一种在我国南方十分常见的特色水生蔬菜,通常以地下膨大球茎供食用,其果实具有较高的营养价值并兼具食用和药用的功效,经过加工后可用于制作蜜饯、罐头等,具有较高的经济价值。荸荠是一种易种植、产量高的作物,但其果实埋于地下,导致其收获难度大,在荸荠生产的各个环节中,收获环节难度最高,在收获过程中所投入的劳动力占整个生产过程中所需劳动力的70%以上,这导致了荸荠收获成为了荸荠生产过程中的瓶颈环节,限制了荸荠产业的发展。结合荸荠机械化收获对收获机械的性能要求,本文提出一种应用于带水收获方式的机械扰动式荸荠机械化收获技术,研制了与其配套的履带式水田荸荠收获机。针对收获过程中荸荠果实与土壤难以分离的问题,设计了一种由三级扰动辊和提升分离铲组成的挖掘收获机构;针对泡田后田间环境泥泞,机械行驶转向困难的问题,设计了一种采用液压驱动的专用履带式底盘,完成了田间性能试验。主要研究内容如下:（1）完成了荸荠收获机总体结构设计。依据荸荠机械化收获农艺要求,分析确定了一种由旋转扰动装置、提升分离装置、收集装置、履带式底盘、液压和机械传动系统等构成的结构方案。整机总体参数为作业幅宽800 mm、底盘轨距1320 mm、履带接地长度1600 mm、履带宽度180 mm、设计行驶速度0.8 m/s。（2）开展了荸荠收获机机架结构设计与强度校核。根据样机结构方案设计了机架并完成了静力学分析,根据ANSYS静力学分析结果对机架进行结构优化,减小了机架材料厚度并删除部分加强结构,优化后机架最大应变为0.50 mm,变形量较小,最大应力为122.97 MPa,小于材料的屈服极限,优化后的机架结构强度满足设计需求,较优化前机架质量减少了58 kg,有明显的减重效果。（3）设计了一种与收获机配套的挖掘收获机构。该机构主要包括旋转扰动装置、提升分离装置、承载各工作部件的副机架以及机械传动系统等部件,根据荸荠果实的尺寸大小,确定了扰动辊和提升分离铲关键结构尺寸。旋转扰动装置可将荸荠果实、土壤和水充分混合,使土壤含水率达到过饱和,混合物呈现流动状态。提升分离铲将混合物铲起并分离果实和泥水,实现荸荠果实的收获。（4）开展了样机履带式底盘的性能分析。经分析计算,样机底盘的差速转向最小转向半径为1543.50 mm,原地转向半径为1037.11 mm,底盘转向性能较好;样机底盘纵向上下坡极限倾覆角分别为55.63°和55.08°,极限倾覆角较大,稳定性良好;样机底盘最大垂直越障高度为245.30 mm,最大过沟宽度为791.67 mm,通过性较强。（5）完成了履带式底盘液压驱动系统设计。根据收获机工作时的三种典型工况,校核了液压驱动系统所需提供的牵引力,并完成了液压驱动系统行走马达和液压泵等关键部件的选型,同时确定了换向阀、油管、油箱和散热器等辅助部件,完成了履带式底盘液压驱动系统的设计。（6）开展了收获机底盘性能试验和田间收获试验。试验结果表明样机最大行驶速度为0.97 m/s,平均直行偏移率为4.43%,差速转向最小转向半径为2.1 m,原地转向转向半径为1.3 m,最大爬坡角度为24.2°,挖净率、收获率、损失率和损伤率分别为83.90%、53.19%、46.81%和4.21%,受试验条件、手段和环境等因素的影响,样机的损失率较高,还值得进一步研究。