宁前胡是根茎类中药材的一种,用于治疗风热咳嗽,主要种植于安徽省宁国市。但宁国市是典型的丘陵山区地貌特征,药农只能依靠手工进行前胡收获,收获效率低,劳动强度大,导致药农在特定时间内难以完成前胡收获工作,影响药农收入,制约当地前胡产业发展。针对上述问题,设计研发一款集挖掘、碎土清土、收集为一体的前胡联合收获机,对降低劳动成本,提高工作效率,促进宁国市前胡产业发展具有重要意义。本文研究的主要内容如下:1)前胡联合收获机整体方案。结合宁国当地前胡生长的农艺模式和收获要求,分析测定前胡生长的土壤力学特性,根据前胡种植垄宽、行距、沟宽与生长深度,阐述收获机工作过程与工作原理。2)前胡联合收获机挖掘铲设计与分析。建立根土混合物与挖掘铲间力学模型,确定挖掘铲主要结构参数。使用EDEM软件对挖掘铲进行离散元仿真,通过Design-expert软件得到挖掘铲工作最优参数组合并进行田间试验。试验结果表明:当挖掘铲工作速度为1.0 m/s,入土角度为20°,铲齿数为7时,挖掘铲受到平均阻力为1944.5N。3)前胡联合收获机根土分离装置设计与分析。建立根土混合物-筛面滑动模型,对筛面上混合物进行力学与运动学分析,得出根土混合物在筛面上产生上滑、下滑与抛离的运动规律。运用Adams仿真软件对混合物在筛面上的运动状态进行仿真,得到筛面质心运动位移、速度与加速度变化曲线,以及筛面上混合物的运动轨迹。4)前胡联合收获机整体传动设计。针对收获机中各装置工作要求,对整机传动比进行计算,选择合适的减速机与机械零部件。计算液压系统中液压油流量与压力,选择合适的液压泵、液压油缸、液压马达以及液压阀。5)样机制造与试验。按照设计要求制造前胡联合收获机,制造完成后进行空转试验,并按照标准规定方法进行田间试验。试验结果表明:在挖掘铲入土深度200 mm条件下,振动筛倾角为15°,输送网带线速度为1.8 m/s,滚筒筛转速为57 r/min时,前胡收净率为96.1%,洁净率为86.25%,损伤率为3.15%,满足前胡收获要求。前胡收获作为宁前胡产业全程机械化中重要的环节之一,该前胡联合收获机的设计结合了当地前胡生长环境以及前胡种植农艺,满足宁前胡收获要求,解决了宁前胡收获“无好机可用”难题,并为前胡收获机推广应用提供技术参考。