近年来，随着日益严重的水体富营养化问题，植物污染物频繁大范围爆发。植物污染物的清除和其他水面垃圾的打捞清除工作已成为全国性问题。水域环境水体表层水草切割收集装置系统研究和应用的主要目的是提高效率、降低劳动强度。研究水草切割收集装置的主要目的和任务在于：实现对植物污染物的机械式打捞，整机系统结构简单，操作灵活方便，装备成本低。根据水草切割收集装置的主要目的和任务，在对传统人工收割打捞和河道清草机分析的基础上，提出了一种新型切割打捞装置方案，采用旋切式切割器和螺旋输送打捞装置，对该装置主要工作部件的尺寸、转速等参数提出要求，并对螺旋输送打捞装置的缠绕性问题进行研究，提出优化方案；同时，运用有限元分析软件ANSYS对滚刀进行力学分析和模态分析，为滚刀的优化提供数据支持和参考。本文主要内容如下：引言、水草打捞收集装置方案设计、打捞装置的设计研究、切割装置的设计研究、滚刀模态分析和总结与展望。水草打捞收集装置方案设计。基于对往复式收割机和滚耙式打捞装置作业特点分析的基础上，确定了整机的切割器设计和输送装置设计方案。该装置采用旋切切割工艺，结合螺旋输送方式，将植物污染物旋切切割，并通过螺旋输送方式抽吸至船舱中，同时起到初步滤水的作用。力求实现既可高效作业，又可宽幅收获，工作平稳，单位割幅生产率高的作业要求。打捞装置的设计研究。该装置确定以螺旋输送形式打捞植物污染物，结构简单，作业稳定，并在打捞植物污染物的同时滤去夹杂在水草中的多余水分。以江苏溧阳某虾蟹养殖场实际生产要求为参考，确定螺旋叶片直径、极限转速等参数。为克服打捞过程中存在的植物污染物和生活垃圾缠绕堵塞打捞装置的问题，针对打捞装置进行优化设计，提高装置的防缠绕性能。切割装置的设计研究。该装置确定以旋切滚刀切割器切割植物污染物，机械传动简单可靠，切割宽度可选，且能满足高速作业的新型切割器。结合滚刀切割时的受力分析，对滚刀刀片的排列方式、滚刀刀片刃齿螺旋角、滚刀刀片的材料等几方面进行研究。滚刀模态分析。本研究针对江苏溧阳某虾蟹养殖场实际生产，结合上文对滚刀刀片的分析，确定滚刀原型。利用SolidWorks软件建立滚刀三维模型，运用有限元分析软件ANSYS比较不同转速对滚刀的CFX压力和静压力影响，并对转速为500转/分的滚刀进行模态分析，得出滚刀的振动性能。最后，对全文进行了总结和展望。本文对水草切割打捞装置的切割器和打捞装置这两个关键部件进行了设计，并做了比较深入的研究，取得了一定的进展，但是同时有些研究工作还值得进一步拓展，具体考虑了以下几方面：（1）一体式切割打捞装置。将旋切滚刀安装于螺旋输送装置铲状入口的内壁上，即一体式切割打捞装置，实现收割打捞装置一体化，水草一经切断直接被输送至船舱。比较区别一体式收割打捞装置与本文研究装置在水草漏割率和漏收率上的差别，以适应不同的作业要求。（2）提高整机稳定性。研究比较切割器和打捞装置安装在单体船与双体船上稳定性方面的差别，使整机能够适应大风浪环境作业要求。（3）减小滚刀侧向力。进一步研究比较不同螺旋角角度和滚刀刀片排列，对滚刀侧向力的影响，提高切割器使用寿命。（4）开展实地实验。测试整机的作业效果，比较不同切割器转速和打捞装置打捞速度的作业效率，提高整机效率。