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近30多年来,我国柑橘产业生产逐渐从数量型转向质量型。果品产业发展生产力机械化程度不高的问题在柑橘果园开沟施肥中体现尤为明显。为实现柑橘果园双侧开沟,提出升降可折叠式双侧圆盘开沟方案,采用ANSYS有限元分析、ADAMS虚拟样机等软件设计仿真优化并试制了样机,进行试验探究。主要研究内容及结论如下:1)查阅整理国内外对于果园开沟机的开沟方法及原理的研究状况和发展,参考多种开沟方式特点,结合柑橘果园农艺和土壤特性,创新地提出了双侧圆盘式果园开沟机方案。对比多种开沟刀片,综合选用双旋耕刀片类的开沟刀片,对其进行理论计算、转速试验验证最终其旋转直径0D、刀宽外廓距离B′、安装刀片数量z等参数,为机架结构设计、整机传动方案等提供数据参考和理论支持。2)完成了开沟机的整体设计使其具有旋转开沟、机身折叠和行走升降三大功能。对开沟机的旋转开沟系统、机身折叠系统和支撑行走升降系统三大系统的运作方式进行介绍,对机架开沟变速齿轮箱、折叠装置、锁紧装置、升降装置、液压控制等关键部件和机构进行了结构设计选型和理论分析。3)利用ANSYS软件对机架进行有限元模态分析和结构性能分析,并对结构改进和优化,并进行了模态试验验证。有限元仿真结果表明:改进前的固定段机架,第1阶固有频率34.983Hz,落在机架激励频率035Hz范围,最大应力72.3896MPa;改进后的固定段机架,第1阶固有频率52.884Hz,比改进前提高17.901Hz,避开了激励频率范围,整体应力分布十分均匀,最大应力6.3011MPa。模态试验验证结果表明与仿真结果相对误差仅-0.103%,最大误差百分比0.857%,振型基本一致,为实际应用提供参考。4)结合折叠系统技术要求,设计选用WSP-D70-D50-L650-800型可伸缩十字万向联轴器。利用ADAMS软件建立可伸缩十字万向联轴器的虚拟样机模型,分析其运动规律,分析约束投影角变化和约束力/扭矩变化,得出机架折叠系统中在该可伸缩十字万向联轴器作用下可满足设计要求的75°极限位置和70°安全位置。对可伸缩十字万向联轴器角速度和线速度分析讨论稳定性,为机身折叠系统的研究奠定理论基础,为后续折叠液压缸行程确定提供解决方案,也为支撑行走升降系统结构布置给予技术支持。5)通过分析变速齿轮箱的转动角度范围θ=18.78°82.35°推导开沟液压缸行程变化y=410.923mm483.061mm,再计算承受最大拉力ΣF=3534.941N,确定HSGL01E50/25-300型液压缸作为开沟液压缸,HOB50X350CA型液压缸作为折叠液压缸。进而设计一套操作简单、省时省力液压驱动控制系统实现对每个液压缸的单独控制,也可以实现四个液压缸的同时控制。6)加工试制了开沟机样机。选择与实地接近的土地进行室外试验。用L93（4）正交实验分析其功耗,研究开沟深度H、前进速度v、刀盘转速n这三个因素对沟深度对功耗的影响,得出开沟深度对功耗的影响最大,刀盘转速次之,前进速度的影响较小。故动力不足情况下可优先选择牺牲一定的开沟深度（不小于14cm）保证作业效率。开沟作业质量检测试验发现作业过程中,开沟机两侧开沟刀盘的开沟深度、开沟深度稳定性、矩形沟面宽度、沟底浮土厚度、碎土率这5项指标均符合NY/T740-2003田间开沟机作业质量标准规定,其满足柑橘果园施肥的园艺要求。