针对我国马铃薯收获后地膜回收以马铃薯收获、残膜回收的分段进行的方式所带来的作业时间较长,土壤压实次数增多,作业成本较高以及地膜残留在土壤中的问题,设计了一种将马铃薯挖掘与残膜回收两种功能相结合的新型联合作业机。主要从下面几个方向进行研究:(1)在分析现有的地膜捡拾机型的基础上,确定一种以先分离地膜后分离马铃薯方式的马铃薯挖掘与残膜回收联合作业机总体方案,实现了马铃薯挖掘与残膜回收有效集成。(2)设计了一种起-送地膜装置,由起膜机构(起膜铲)与输送地膜机构(曲柄滑块机构)组成,简化了结构,有效地实现了地膜与土壤的分离。(3)根据力学分析、SolidWorks软件和ADAMS仿真等得出:起膜铲最优倾斜角度为30°,长度为250mm;曲柄滑块机构的关键参数:γ=23°,AB=483mm,BC=130mm,e=44mm,θ=3°,H=260mm。(4)根据地膜力学性能的试验得出:0.008mm的黑地膜纵向载荷均值为1.24N/mm以及地膜在田间的时间越长,其物理力学性能越差;为后续结构设计和参数优化提供参考。(5)从节省集膜空间和卸膜容易程度出发,确定一种新型的残膜回收机构-卷膜与卸膜机构,根据力学分析和SolidWorks应力分析等确定其最优结构参数:卷膜筒的外径为150mm,活动板弧长所对应的角度为45°,连接板的有效中心距为30mm等。