三七（Panax notoginseng）因其优良药用价值,在我国中药材市场中占据主导地位。但三七根土分离困难,使得三七收获过程中,存在筛净率低、伤七率高等问题,严重影响了机械化收获三七的效率与质量,制约了三七收获机械化发展。针对上述问题,本文进行三七根土分离机理研究分析,揭示土壤粘附特性,探究高效根土分离方式。本文依托国家自然科学基金“三七机械化收获工作机理与关键技术研究（51865023）”,从微观上分析土壤与三七根茎表皮形貌特征,揭示三七根土分离机理。结合三七生长环境,建立三七-土壤-分离装置系统离散元仿真模型,分析三七种植土壤与三七根茎之间的粘附作用,以及分离装置不同作业因素对分离效果的影响,为后续优化三七收获机分离装置作业参数奠定基础,并开展田间试验验证仿真参数准确性。具体研究内容和结论如下:（1）测定多地田间三七种植土壤与三七根茎物理参数,进行三七根茎力学特性试验研究。试验得出,所测样品中,土壤坚实度与测量深度成正比,41.2%的土壤粒径大于5mm,土壤平均密度为1.35 g·cm-3,土壤平均含水率为20.95%;三七主根平均密度为1.23g·cm-3,三七主根平均三轴尺寸（X轴×Y轴×Z轴）为110mm×150mm×110mm,平均直径为24.59mm,三七主根平均含水率为7 1.9 9%。进行三七支根抗拉伸、抗压缩与抗剪切强度测定试验,得出三七抗拉强度、抗压强度、抗剪强度与三七直径之间的关系式。通过拟合抗剪切强度与垂直应力的关系,得出三七内摩擦角为27.9°,内聚力为23.79 k Pa。（2）标定三七根茎接触参数。通过漏斗法测得三七根茎实测堆积角为36.1°,以实测堆积角为试验指标,开展最陡爬坡试验与正交试验,得出三七与三七碰撞恢复系数、静摩擦系数、滚动摩擦系数以及表面能分别为0.16、0.55、0.35、19.5J·m-2。通过高速摄影试验,测得三七与65Mn静摩擦系数、滚动摩擦系数与弹跳恢复系数分别为0.2、1.07、0.177;三七与土壤静摩擦系数、滚动摩擦系数与弹跳恢复系数分别为0.34、1.06、0.136。（3）基于土壤水膜粘附理论,从微观层面分析三七根土复合体粘附机理。利用环境扫描仪,拍摄多个放大倍数下不同深度三七种植土壤、三七根茎表面形貌,提取与粘附力相关主要形貌参数值（即土壤孔隙率、含水率、三七根茎表面粗糙度因子、根土接触面积）。结合现有土壤-固体界面粘附力数学模型,引入三七根土主要形貌参数,得出针对三七种植土壤-三七根茎粘附数学模型。宏观层面分析土壤破碎机理,得出针对三七根土复合体的最佳分离方式—振动分离。以该分离方式开展根土分离仿真试验。（4）开展离散元三七根土振动分离试验,得出最优振动分离参数。根据实测土壤粒径占比,设置单球体颗粒、双球体颗粒、三球体颗粒比例分别为32.76%、25.26%、41.98%。基于JKR接触模型,生成根土复合体离散元模型。3D扫描实际三七根茎得到根茎三维模型,利用EDEM仿真软件建立三七-土壤-分离装置离散元模型。以分离装置倾角、振幅、频率为试验因素,筛净率和伤七率为试验指标,设计Box-Behnken试验,仿真根土分离过程,分析三七根土复合体在振动分离过程中的碰撞特性,并利用Design-Expert8.0.6/Optimization-Numerical模块确定分离装置运动最优参数:振动频率10Hz,分离装置倾角5°,振动幅度6cm。提取该参数下土壤与三七颗粒运动轨迹坐标,与田间试验结果做对比。（5）以仿真结果得出的分离筛作业最优参数开展田间试验。通过高速摄影实时拍摄分离装置上土壤与三七的运动规律,提取土壤与三七运动三轴轨迹坐标。对比仿真试验结果得出:仿真试验中,土壤颗粒与三七颗粒三轴轨迹误差范围均小于15%,仿真运动路径与实际运动路径基本一致,验证了仿真模型建立的准确性。