大葱作为我国重要的经济作物,从种植到收获需要经历育苗、移栽定植、田间管理和收获四个环节,其中收获环节是重中之重,收获效率直接影响最终质量。虽然我国大葱的种植面积、总产量以及出口总量均居世界首位,但我国大葱收获机械起步较晚,收获方式主要还是以人工收获和半机器半人工收获为主,极大的增加了作业成本,导致种植大葱经济效益降低,直接影响人们种植大葱的积极性。鉴于此,本文在参考国内外大葱收获机械研究现状和夹持输送技术研究现状的基础上,针对现有长根茎类作物收获机夹持输送装置存在的问题,通过实地调研并结合我国大葱实际收获情况,设计了一种新型大葱收获机对称柔性夹持输送装置;并且为了保证所设计的装置可以达到作业要求,从大葱物理力学特性试验、关键机构理论设计、关键部件仿真分析和关键参数优化试验四大方面进行了深入研究。主要研究内容和研究结果简要如下:(1)对收获期大葱的物理力学特性进行了试验研究。利用数理统计的方法对大葱及其土壤环境的物理特性进行试验研究,得到土壤硬度、土壤含水率、土壤容重、株高、茎秆高度、茎秆直径、须根深度、茎秆含水率、自然散开范围和质量等物理指标的变化区间和分布规律;利用电子万能试验机对大葱茎秆进行了力学特性试验研究,得到载荷与位移关系曲线,并采用回归分析的方法得出大葱茎秆拉断力和压断力随着茎秆直径的增大而增大的变化规律;利用数显式推拉力计分别对自然生长状态下的大葱和经过挖掘铲松土后的大葱进行了拔起力试验,研究发现经过挖掘铲松土后大葱的拔起力显著降低,夹持输送装置的设计需要遵循先挖后拔的设计原则,并通过响应面试验得到最佳松土位置。(2)对大葱收获机夹持输送装置进行了整体设计和关键机构研究。夹持输送装置整体采用双带对称式设计,主要包括驱动机构、夹持机构、去土机构、机架和输送带;所设计的夹持机构可以根据大葱茎秆直径的大小自动调节夹持力的大小,使输送带与大葱茎秆始终紧密接触在一起,保证收获的连续性和可靠性;利用曲柄摇杆机构的原理设计了去土机构,并进行了运动学理论分析,该机构将偏心轮的连续转动转变为抖杆的往复抖动,抖杆规律性的拍打大葱茎秆达到去土的效果;通过对输送带进行受力分析得出驱动机构所需液压马达的转矩和转速,选择合适的液压马达;对夹持输送装置倾角、整机前进速度、夹持输送速度和偏心轮转速等关键机构工作参数进行了详细分析,确定了其取值范围。(3)对大葱收获机夹持输送装置关键部件进行了数值模拟仿真研究。采用UG与ANSYS Workbench协同仿真分析的方法对机架进行结构静力学分析,得到机架的应力云图和变形云图,经过分析表明机架的强度满足工作要求;采用同样的方法对机架进行结构稳定性分析,得到机架的前六阶固有频率,经过与外部激励对比分析得出外部激励不会引起机架的共振,满足工作稳定性要求;采用UG与ADAMS协同仿真的方法对去土机构进行运动学仿真分析,得到抖杆上运动幅度最大点E点位移、速度和加速度随时间的变化曲线,与去土机构的运动学理论分析基本一致,进一步验证了去土机构工作的连续性和稳定性。(4)对大葱收获机夹持输送装置进行了试验研究并对关键工作参数进行了优化。根据Box-Behnken试验设计原理,以整机前进速度、夹持输送速度和偏心轮转速为试验因素,以大葱损失率和含土率为评价指标进行响应面优化试验,利用Design-Expert软件对试验结果进行了方差分析及显著性检验、单因素影响效应分析和交互因素影响效应分析,最后通过参数优化综合分析得到最优参数组合:整机前进速度为0.4m/s、夹持输送速度为0.56m/s、偏心轮转速为200r/min,试验验证结果:损失率为3.61%,含土率为5.74%,作业性能良好,符合工作要求。