上世纪七十年代末期,地膜覆盖栽培技术由于具有增温、保墒、缩短农作物的生长周期、抑制杂草生长和增加产量等作用,在农业生产中掀起一场“白色革命”,在我国很多省及自治区快速推广使用。但是,多年使用的地膜在土壤中没有及时回收,造成农田生态环境污染。目前地膜回收机的研究多集中在棉花及蔬菜等作物上,而玉米、烟草及甜菜等大根茬作物尚无成熟地膜回收机械,本文以玉米这一大宗农作物为研究对象,开展玉米地膜回收关键技术研究,对不同厚度地膜物理性能参数测试研究,对双圆盘和边膜铲等机构进行理论计算及分析,最后通过田间试验,确定最佳的机构及运动参数,主要研究成果如下：(1)通过对我国玉米种植情况及国内外地膜回收装备现状的调研,确定了玉米地膜回收机的设计方案,提出了以双圆盘机构进行切膜起茬来解决根茬对地膜回收的影响,同时配套目前地膜回收中较为成熟通用的伸缩挑膜滚筒、脱膜滚筒和行走机构。(2)研究获得了不同时间、不同位置及不同厚度地膜拉伸性能的变化规律,发现地膜拉伸性能受到紫外线及风等因素的影响较大,地膜铺放在30-60 d拉伸性能指标下降较大,植株对紫外线及风有阻碍作用,近株端地膜拉伸性能明显优于远株端,纵向地膜比横向地膜最大拉伸力普遍高出1/3左右,为此地膜回收机设计回收部件尽量沿着地膜铺放方向回收。0.01 mm地膜比0.008 mm地膜拉伸性能有较大的提升,回收难度相对有所降低,有利于减少农田地膜残留量,但是在新疆库尔勒尉犁县的棉田中铺放0.01 mm厚度地膜还不能采用世界普遍使用的缠绕方式回收,其根源地膜拉伸性能不能满足缠绕方式回收要求。(3)开展了边膜回收机构的对比试验分析。设计以开沟器、双翼铲及单翼铲三种不同结构的边膜铲,分别对三种不同结构的边膜铲进行受力分析,通过理论计算及田间试验进行对比测试,结果表明单翼铲虽受力最大,但是在实际田间试验中单翼铲机构对边膜回收有较好的效果,能有效解决边膜的起膜问题,因此边膜起膜机构设计为单翼铲。(4)对双圆盘进行了运动学和动力学分析,建立了机构的运动学和动力学模型。结合玉米种植模式设计了双圆盘的结构,确定了圆盘的基本参数,并对圆盘及拨轮的运动轨迹及规律做了理论分析,同时对切膜起茬试验装置及双圆盘进行受力分析,运用ansys15.0软件进行有限元分析,静力学得出最大应力点出现在圆盘与立轴连接处,等效应力最大值为138.6MPa,机架下横梁处也具有较大的应力值,但均满足材料强度要求,模态分析得出田间实测振动频率为19.531 Hz与仿真分析的27.952 Hz相差较大,不会产生共振现象,机构设计合理。(5)设计制作双圆盘切膜起茬试验装置,进行田间试验,验证试验装置结构强度和作业性能,结果表明：试验装置田间作业时,在切深15 cm,前进速度4.04 km/h和圆盘立柱间距12 cm为最佳因素组合,起茬效果较好；采用东华测试软件对试验装置进行应力测试,测定试验装置在圆盘不同入土深度10 cm、15 cm、20 cm应力的变化规律,得出与圆盘连接的下横梁有较大的应力,应力为227.942 MPa,小于普通材料的屈服强度235 MPa,在田间试验中,试验装置满足结构强度和作业性能。