目前我国木薯收获仍然以人工拔起为主,挖拔式木薯收获机具有适应性好、功耗小、收获效率高等优点,是木薯收获机的主要研究方向。其在硬度适中的土壤中,可直接拔起木薯,但在较硬的土中作业,直接拔起易致块根断裂,需先进行松土。因此,松土铲作业质量对木薯收获影响较大。已有的木薯松土铲考虑了结构参数对作业质量的影响,并对其进行了优化,而影响作业质量的耕作深度和松土铲与块根的水平距离等作业参数尚未被考虑。因此,对木薯松土铲作业参数进行优化研究具有重要意义。本文针对适用广西地区种植木薯的红粘土土壤,设计了一种双翼铲;采用SPH和FEM耦合的方法建立松土铲—土壤—木薯系统动力学仿真模型,并通过田间物理试验验证了仿真模型精度;利用该仿真模型,分析了松土铲作业机理,获得了铲翼不同位置、铲柄不同高度上受力的变化规律;然后利用仿真模型和采用二次回归通用旋转组合设计的试验设计方法进行仿真试验,分别建立了作业参数与牵引阻力、松土程度、块根最大应力的数学模型;最后采用遗传算法对松土铲的作业参数进行了优化,并对松土铲结构进一步改进。结果表明,在作业参数取值范围内,木薯块根未出现断裂,松土铲耕作深度和松土铲与块根水平距离分别为25cm和35cm时牵引阻力为4609.52N,松土程度为7.5mm,块根最大应力为1.822MPa,松土效果好;当土壤硬度大时,应适当调整松土铲作业参数,使其在不伤薯断薯的前提下,保证较好的松土程度和较小的牵引阻力。