烟草是我国重要的经济作物,在我国国民经济中占有重要地位。在烟草的还苗期采取井窖式移栽和地膜覆盖相结合的方式,能够起到保温保墒的作用,显著促进烟苗生长。地膜覆盖栽培技术在我国已经得到广泛推广,然而对适用于我国西南丘陵地区的覆膜机和收膜机还在研制阶段,目前未见有比较成熟的产品。在部分地区仍然采用多人配合人工覆膜、人工捡拾残膜的现状,劳动强度大,成本高,效率低。作物收获后进行残膜回收时,地膜老化严重,破碎程度高,大量的残膜遗留田间,农田污染及“白色污染”等问题日益严峻。农艺专家近几年创新性提出在较低海拔地区以盖塑料碗罩取代覆膜的理念,并进行相关试验,验证了其可行性。然而,目前对于丘陵山区烟田的盖碗覆土工作还是靠人工完成,劳动强度大,成本高,效率低。因此,本文研制出了一种适用于丘陵山区的轻简式烟田苗期盖碗覆土机,为丘陵山区使用机械进行烟田盖碗覆土作业提供一种现实有效的解决途径。论文所设计的盖碗覆土机包括落碗系统,覆土系统和控制系统。利用人力将覆土推板插入土壤中,按下作业开关,控制器发出指令,落碗螺旋在落碗电机的带动下进行落碗工作;落碗完成后,控制系统报警提示操作者提起机器,到达一定高度后,覆土电机带动覆土推板进行覆土工作,完成对烟田井窖的盖碗覆土工作。主要研究的内容有:(1)通过查阅国内外相关文献,农机和农艺结合,确定了整机的设计原则、设计要求,并确定了整机的机械结构、控制系统的设计方案以及工作过程。(2)盖碗覆土机机械结构设计:依据整机设计原则和设计要求,通过ProE三维建模与虚拟装配、多方案理论分析、实物制作、实地试验对比优选的方法,最终确定了盖碗覆土机采用铝制机架、立式螺旋齿轮式落碗、插入式覆土和直线导轨式升降装置的结构,并对各部分尺寸进行了分析和确定。(3)对覆土系统进行力学分析并利用ProE、ANSYS/LS-DYNA和LS-PrePost对覆土系统进行了建模和仿真,分析得到覆土推板瞬时所受的最大力27N和最大力矩2000N*mm,瞬时功率最大值22W,并观察了土壤破碎流动的动态过程;进行了覆土阻力试验,得到覆土推板的最大与最小覆土阻力分别为22.26N和2.98N,结合试验数据选定了某种覆土驱动电机,并对覆土电机进行了恒扭矩试验,得到两个极限覆土力对应的PWM占空比为25.26%和93.97%,并对控制策略进行了设计,采用分阶段控制PWM占空比值的方式改变各阶段最大输出扭矩及限流控制。(4)盖碗覆土机控制系统设计:依据整机设计要求及工作原理,完成了硬件电路的模块化设计,PCB电路板设计;根据工作过程,确定了控制系统的流程图,完成了控制程序的编写并进行了程序的调试。(5)对控制系统进行输出控制特性试验,试验表明控制系统能够根据外界载荷的大小分阶段地控制覆土电机PWM的占空比,PWM调节误差不超过2%;同时能够对覆土电机进行恒流控制,误差最大值5.71%,不超过6%,在覆土电机电流超过3.5A后降低电机端电压从而限制了电机电流,并将覆土电机堵转电流控制在3.7A,且当电流值大于3.5A且持续时间达到2s后能关闭覆土电机。田间测试中盖碗覆土的合格率最小值为91%,不小于90%,落碗完成率和盖碗覆土合格率变异系数均不大于2%,测试结果表明其工作效果良好,满足预期设计要求,测定其工作速率,能够达到4s/个以下,即效率不小于5.17hm~2/h。