针对我国稻麦轮作区存在的茬口紧、秸秆量大难处理等问题,造成后期播种质量不高、资源浪费、环境污染等危害,以及现有机械化秸秆集中沟埋还田技术存在的问题,本研究在农机农艺融合的理论基础上,以稻麦联合收割机、弹齿滚筒式捡拾器和链式开沟机等关键部件为主要研究对象,拟研制一台一次作业可完成秸秆捡拾、开沟埋草、覆土镇压的新型多功能一体机（秸秆集中沟埋还田一体机）,研究内容从以下几个方面进行展开:（1）针对秸秆集中沟埋还田一体机的设计目标,查阅参考文献,分解整机功能并确定整机技术参数;对关键部件进行选型和传动方案设计,利用计算机辅助设计软件SolidWorks建立了样机的三维参数化模型,运用虚拟样机技术对关键部件进行装配和稳定性分析,完成对整机设计方案的验证;对整机行走底盘、秸秆捡拾装置、链式开沟装置等关键部件进行选型和覆土装置进行设计,并计算了各部分功耗及整机功耗。（2）结合弹齿滚筒式捡拾器的结构特点,以弹齿端点的运动轨迹作为理论分析基础,构建了捡拾器漏捡区域与捡拾器的滚筒转速和前进速度两个工作参数的数学模型;以漏捡区域为优化目标函数,确立工作参数的约束条件,建立优化求解数学模型,再利用MATLAB求解出捡拾器的最优工作参数组合为滚筒转速为90r·min-1,前进速度为0.6m·s-1。（3）根据链式开沟装置受力情况,利用ANSYS有限元分析软件对机架进行强度校核。校核结果表明:机架结构不会发生断裂现象,满足连接开沟部件和底盘的要求;开沟链刀切土仿真试验结果表明当链刀的线速度为3.2m·s-1且开沟角度为20°时,开沟效果最佳,并且应力也小于材料屈服应力。（4）完成了与开沟部件配套的液压系统设计。根据液压马达所需的额定流量和工作压强,对液压元件进行计算与选型,完成液压传动系统搭建与组装,实现了驱动链式开沟装置开沟抛土功能。（5）完成了开沟深度控制系统的设计。为提高一体机的开沟深度稳定性,基于倾角传感器设计了链式开沟装置的深度控制系统,根据实时开沟深度值,对液压升降油缸进行自动控制,以提高开沟深度稳定性。采用Simulink工具箱对PID算法进行优化以提高系统的反应时间和控制精度。田间试验结果表明在3种目标开沟深度条件下开沟深度最大误差分别为5.93%、6.76%和3.01%,稳定性系数平均值分别为96.04%、96.57%和97.4%,开沟深度控制系统工作性能稳定。（6）根据整机设计方案,以久保田联合收割机为动力平台,安装弹齿滚筒式捡拾器、链式开沟装置、覆土装置等关键部件,完成秸秆沟埋还田一体机的加工与装配。田间作业性能试验表明,秸秆入沟率分别为85.58%,开沟深度分别为29.9cm,覆土深度分别为10.1cm,作业速度约为2.1km·h-1,作业效果基本满足设计要求,但覆土装置和液压驱动系统需要做一步改进。