在农业机械的触土部件的众多研究中,仿生设计已经成为了越来越多的学者们研究的热点,尤其是非光滑表面的仿生设计。非光滑表面仿生设计可以减小由于粘附作用而产生的阻力,降低机器工作的功耗,本文主要以食用菌菌料装瓶机压实打孔部件为研究对象,根据非光滑表面减粘降阻特性,仿土壤动物蜣螂体表的微观几何结构,对压实打孔部件进行表面改形设计,来减小粘附阻力,与此同时减轻菌料对部件粘附,为非光滑仿生研究在食用菌菌料加工机械领域中的应用奠定坚实的基础。本文主要的工作内容如下:1、菌料特性的测定与研究。测量了杏鲍菇、平菇、香菇和黑木耳四种食用菌菌料的物理力学参数,包括菌料的颗粒粒度、含水率、体积密度、堆积角、内摩擦角、内聚力、弹性模量等,分析了菌料特性与含水率之间的关系。2、压实打孔部件表面改形设计。仿土壤动物蜣螂腹侧面的肋条结构、头部的微观凸包结构对菌料装瓶机压实打孔部件进行非光滑改形设计,来改变部件与菌料之间的接触形貌,从而减小粘附阻力,减轻菌料粘附。3、压实打孔工作过程仿真分析。通过离散元法对原型及9种仿生压实打孔部件工作过程的仿真分析,得到菌料与部件之间相互作用力。4、压实打孔仿生部件的制作。根据仿生设计的几何参数,采用3D打印技术,选用聚乳酸材料(PLA)对原型及仿生压实打孔部件进行加工制作。5、压实打孔部件试验分析。采用正交试验设计与全面试验方法分别对仿生压实部件与仿生打孔部件进行试验分析,得出最优仿生几何结构参数,在不同菌料含水率及压实打孔速度下,通过双因素全面试验方法,分析原型及最优仿生压实打孔部件所受阻力变化情况。