针对我国北方早作区等山区、丘陵小地块牧草种植区配套收获机械短缺的问题,该文提出了适合小地块收获的牧草捡拾压捆作业工艺及整机结构方案,设计了适合小地块作业的自走式方草捆压捆机。利用拓扑优化设计理论对整机机架材料布局进行了优化设计；创新性设计了一种带有十字套结构的燕尾形滑道压缩机构,并对压缩机构进行了可靠性分析：设计了适用于该机的L型拨叉,进行了不同拨叉作业效果的对比试验。完成了整机的田间性能试验,试验结果表明整机作业质量与机器性能满足设计要求。主要研究成果包括：(1)针对小地块牧草收获,提出了牧草捡拾压捆作业工艺及整机结构方案；进行了自走式方草捆压捆机的总体设计,具体包括整机设计原则、作业工艺和结构方案的制定,传动系统和液压系统的设计,捡拾机构、螺旋扒指式输送器和链耙式输送器等部件的结构设计和参数分析；完成了整机试制。(2)运用拓扑优化方法,进行了整机机架的优化设计,基于拓扑分析结果,进行了机架的合理造型。对优化后的机架进行了静力学分析和模态分析,结果表明应力和变形均满足设计要求,机架的低阶固有频率分布均匀,符合动态特性要求。(3)针对压缩机构的可靠性问题,创新设计了一种带有十字套结构的燕尾形滑道压缩机构；在压缩力最大的工况下,对活塞进行了结构分析；建立了连杆和曲柄的应力疲劳分析模型,通过计算,得出了疲劳寿命和安全系数分布,以及疲劳寿命与施加载荷的敏感度曲线,为后续的优化提供了理论依据。(4)通过设定拨叉运动姿态,设计出三种拨叉,即L型拨叉、宽型拨叉和窄型拨叉,对三种拨叉的拨草机理进行了分析与讨论。重点对L型拨叉工作面造型进行了分析,并进行了运动学仿真,对其运动姿态、速度和轨迹进行了研究；运用响应面方法,对L型拨叉进行了形状优化。最后以规则草捆率为评价指标,对三种拨叉进行了试验研究,结果表明L型拨叉能够更高效地完成拨草作业。(5)进行了整机的田间性能试验。试验结果表明：草捆密度、规则草捆率、抗摔率、成捆率和损失率等都达到了设计要求；整机协调性好,运移灵活,爬坡性好,实现了无级调速,机器性能指标达到设计要求。