一个完整的α结是捆绳在D型打结器各机构的共同配合下形成的,D型打结器的空间结构参数是影响各机构配合关系的直接因素。D型打结器不仅空间结构非常复杂,空间结构参数精度要求高,而且各参数相互之间也存在很强的关联性,这种复杂的关联机制大大提高了打结器的设计制造难度。针对我国现阶段D型打结器在相关设计制造方面存在的问题,结合我国在打结器设计原理方面存在的研究不足,本文从D型打结器结构原理入手,重点分析了 D型打结器空间结构参数之间的关联性影响,深入研究了D型打结器成结动作的数值模型,基于所建模型,对D型打结器的空间结构参数进行解析匹配。基于所配置的参数值,结合逆向工程技术及精密制造技术,对D型打结器进行了模型构建及试制。最终通过研制的打结器性能试验台对设计开发的D型打结器进行了打结试验。论文取得的创新性结果及主要结论如下:(1)搭建了一种可实时同步获取打结器运动图像和捆绳张力信息的试验系统,基于该系统开展了秸秆捆扎试验,获取了秸秆捆扎过程中D型打结器的运动图像信息及捆绳张力数据信息,基于上述信息得出了打结器各机构的运动时序范围,并对打结器各执行机构的详细运动时序分配进行了分析。(2)对D型打结器的成结动作进行了分析,将成结动作分解成送绳、搭绳、揽绳、夹绳、绕扣、钳咬、割绳、脱扣8大动作,并对每个动作的动作要求进行了判定分析。通过建立空间坐标系,确定了打结器的空间结构参数,借助微分几何理论,建立了送绳、搭绳、揽绳、夹绳、绕扣、钳咬、割绳、脱扣8大动作的数值解析条件,描述了 D型打结器各个机构之间的空间结构参数匹配关系。(3)对影响成结动作的打结器空间结构参数关联机制进行了分析,确定了各参数之间的影响顺序。基于构建的打结器成结动作数值模型,结合现有D型打结器的逆向数据,对D型打结器机架及割绳脱扣机构的空间结构参数进行了解析及配置。(4)基于解析的参数,借助逆向工程技术,对D型打结器各个零件进行了逆向重构,对机架及割绳脱扣机构进行了参数化建模,获取了各零件的三维模型。通过构建的D型打结器三维模型,研究了各零件的精密制造技术,确定了各零件的制造工艺。(5)研制了一台打结器性能试验台,对试制的D型打结器与德国进口打结器(RS3770)同时开展空载打结试验,试验次数200次,观测捆绳在两种打结器上的成结效果。试验结果显示捆绳在两个打结器上所成绳结结构基本一致,两种打结器的成结率均为100%。由此可知本文设计开发的D型打结器空间结构参数匹配正确,所构建的成结动作数值模型准确可靠,该模型可用于D型打结器的参数化设计。