马铃薯是我国重要的粮经作物,但马铃薯生产的收获环节还以机械挖掘、人工捡拾为主。人工捡拾虽具有捡拾率高、损伤率小等优点,但劳动强度大、生产成本高,严重制约了马铃薯生产的良性发展。受农艺要求及地块条件的限制,大多马铃薯生产区不适应联合收获,研发配套的马铃薯捡拾机械对提高马铃薯生产的机械化水平具有现实意义。前期设计的圆盘式马铃薯捡拾装置虽然能基本满足捡拾要求,但是还存在捡拾率不高,同时也有壅土、雍薯现象。本文针对存在的问题改进了圆盘式马铃薯捡拾装置,对关键部件进行理论分析和结构改进,主要研究内容和结论如下:（1）马铃薯捡拾装置的改进设计。在探究前期马铃薯捡拾装置存在问题及调研马铃薯基本特性及捡拾前地表状况的基础上对捡拾铲的结构与尺寸、捡拾圆盘、溜薯板进行了改进设计;并基于捡拾约束条件对捡拾铲进行运动原理与运动轨迹的分析,确定捡拾装置的运动参数:前进速度在0.20～0.35 m/s,捡拾圆盘转速在3.6～5.4 r/min。（2）马铃薯捡拾装置虚拟仿真试验研究。借助于离散元仿真软件对捡拾装置进行仿真试验,以捡拾铲不同尺寸、捡拾圆盘转速、机具作业速度为试验因素,以捡拾率为试验指标,采用二次回归正交试验,对仿真试验结果建立响应曲面数学模型,对试验因素进行综合优化。结果表明:影响马铃薯捡拾率的主次因素为前进速度、圆盘转速、捡拾铲铲形;当捡拾铲选择第2种结构（直线长度L为150 mm,圆弧半径R为189 mm,圆弧高度H为167 mm）,捡拾装置前进速度为0.35 m/s,圆盘转速为4.2 r/min时,马铃薯捡拾装置的捡拾率为91.98%;利用EDEM绘制马铃薯的运动轨迹,验证了捡拾铲和溜薯板等部件的合理性;从EDEM中分别导出马铃薯和捡拾装置的实时受力图,得出马铃薯仿真运动中的受力在破坏极限值以内,捡拾装置满足降低马铃薯损伤的设计要求。（3）马铃薯捡拾装置试制。对马铃薯捡拾装置的防缠绕轮、限深调节装置、传动装置进行设计,对改进后捡拾装置进行虚拟装配,根据关键部件与整机的设计图纸,完成关键零部件的加工与样机装配;捡拾装置的加工制造包括机架的搭建、捡拾圆盘制造、捡拾铲定型、限深调节装置加工、传动轴布置等工作。捡拾铲前端加柔性材料,防止扎伤薯;动力输出平稳,整体布局合理,满足捡拾性能考察要求。（4）马铃薯捡拾装置田间模拟试验。根据仿真试验结果,进行了8组田间模拟试验,结果表明:当确定为捡拾铲2结构（直线长度L为150 mm,圆弧半径R为189 mm,圆弧高度H为167 mm）,捡拾装置前进速度为0.35 m/s,圆盘转速为4.2 r/min时捡拾率都在87%以上。试验结果与仿真分析结果接近一致,产生的误差是因为田间各种条件的复杂性和多样性,捡拾率能达到预期要求,但是薯土分离效果不明显。对田间模拟试验进行改进设计,薯土分离效果明显强于原有溜薯板的工作状态。