莲藕的食用药用价值较高,是一种深受广大人民群众青睐的水生蔬菜和特色农产品。随着农村产业结构调整,农户积极性持续上涨,莲藕种植面积也逐年增多,但莲藕采收成为摆在农户面前的一个问题。莲藕目前主要依靠人工单喷枪采挖,即手持水枪冲刷覆盖于莲藕上方的泥土,再将莲藕从泥土中抽出,这种莲藕收获方式一定程度上提高了收获效率,但对挖藕工人要求熟练程度较高,且劳动强度大、效率低、经济效益差,不利于莲藕产业的长期发展。针对上述问题,本文以螺旋推进式底盘为基础,设计出一种螺旋推进式挖藕机,对关键部件进行了结构参数设计与计算,并开展了土槽试验,主要研究内容如下:(1)开展螺旋推进式挖藕机总体设计和关键部件设计。采用螺旋推进式底盘为行走装置,配合喷流系统、传动系统对莲藕进行采挖收获;对螺旋推进底盘结构参数、喷流装置结构参数等关键部件进行了设计与计算;对柴油机和水泵进行选型,对传动系统进行了设计和选型;开展了螺旋滚筒运动学分析。(2)利用流体力学基本原理分析了螺旋推进式挖藕机喷流系统的水头能量损失,开展了管道水流的状态分析。建立了螺旋推进式挖藕机喷流系统能量损失模型,依次对管路的沿程压力损失和局部压力损失进行了计算,得出挖藕机实际扬程为18.37m。(3)利用ANSYS Workbench板块,对1.2mm、1.5mm和2mm三种不同厚度的机架进行了静力学仿真分析,得到了相应等效应力云图和最大位移云图;在满足工作强度要求的前提下,且为了尽量降低机架及整机重量,选择1.2mm厚度不锈钢方管作为机架焊接材料。对机架进行了模态分析,得到前六阶最大变形云图,可得到最大变形出现位置和自身频率;并对机架激励频率进行了计算和校核,构件固有前六阶频率均小于外部激励频率,共振情况基本不会发生。(4)开展螺旋推进式挖藕机土槽试验,对其作业性能进行了分析研究;以挖掘深度、莲藕浮出率和莲藕破损率为试验指标,以行走速度、喷射角度和喷头与泥面距离为试验因素,进行了土槽试验。土槽试验表明,行进速度为0.1m/s,喷射角度为60°,喷头距离泥面距离为0时,挖掘深度达到376mm,莲藕浮出率为94%,莲藕损伤率为3.3%,试验效果较好。