面对日益严重的能源匮乏和环境污染等问题,电动拖拉机的推广受到了广泛关注,成为改善该问题的重要方法之一。但是由于电动拖拉机动力电池组容量较小和充电时间长等问题,无法满足长时间持续工作的要求。电动拖拉机在工作过程中,受到宽频、大幅值土壤地面激励作用,同时面对无悬架系统的结构特点,动力电池组承受着较强的振动冲击。这便为电动拖拉机振动能量的捕获和利用创造了有利条件,为此本文提出了一种基于动力电池组浮动的机械电磁式振动馈能装置。针对该装置建立了谐波激励作用下振动馈能装置动力学模型,数值仿真分析了设计参数对振动馈能装置能量回收性能的影响规律,并通过台架试验对其进行了验证。建立了电动拖拉机振动馈能系统的激励源模型,在此基础上研究了振动馈能装置在轮式小型电动拖拉机上的应用并分析了其能量回收性能;同时通过田间实车试验,验证了振动馈能装置应用在电动拖拉机上的有效性,表明了该装置能够对轮式小型电动拖拉机振动能量进行回收,同时也能够有效缓解动力电池组的振动。主要研究内容及结论如下:（1）机械电磁式振动馈能装置的结构设计与仿真分析。本文提出了一种基于动力电池组浮动的机械电磁式振动馈能装置,完成了其结构设计;分析了机械电磁式振动馈能装置的结构和运动原理,对齿轮齿条传动机构的时变啮合刚度解析计算方法进行验证。基于发电机与馈能电路的特性以及齿轮传动力学特性,同时考虑单向离合器的储备间隙,建立了振动馈能装置的五自由度动力学模型;在谐波激励作用下,通过数值求解分析了振动馈能装置的能量回收性能和阻尼特性。结果表明,随着谐波激励幅值和频率的增大,阻尼力也相应的增大。但是随着外部负载的增大,振动馈能装置的阻尼力呈减小变化趋势,同时振动馈能装置的电能再生率随激励幅值与频率的增大而增大。当输入位移激励的幅值为0.03 m,频率为4 Hz时,振动馈能装置的电能再生率为最大值,是34.24%。（2）开展了机械电磁式振动馈能装置的台架试验。采用振动试验台,通过设置不同的激励频率和强度,为振动馈能装置提供输入位移激励。从能量回收性能与阻尼特性两个方面对振动馈能装置的性能进行分析。由试验结果可知,下箱体与动力电池组振动速度幅值的比值受振动馈能装置输入激励的影响较大。振动馈能装置在强度为40%和频率为4 Hz时,振动馈能装置的阻尼力最大,对动力电池组的减振效果最好。在相同激励频率条件下,输入激励的强度（幅值）越大,装置的电能再生率越大;在相同激励强度（幅值）条件下,装置的电能再生率随着激励频率的增大而提高。当振动馈能装置的外部负载电阻为120Ω,输入位移激励的强度为40%（振幅为4.73 mm）,频率为4 Hz时,振动馈能装置的电能再生率最大值是26.32%。在输入激励幅值和频率相同时,振动馈能装置的电能再生率随外部负载的增大而增大。台架试验结果和仿真分析结果的变化趋势是一致的,并且电能再生率曲线较为接近,表明了该装置的结构设计是有效的,同时也验证了所建立的振动馈能装置动力学模型的准确性。（3）轮式小型电动拖拉机振动馈能系统的激励源研究。以机械电磁式振动馈能装置和轮式小型电动拖拉机为研究对象,研究了土壤地面-轮胎动态接触特性,分别分析了电动拖拉机前轮的轮辋-胎面动力学模型和土壤地面在弹性变形与塑性变形阶段的应力-应变关系,建立了电动拖拉机振动馈能系统的激励源模型。仿真结果表明随着胎压的增大,轮胎的沉陷量在相应的减小;随着激励振幅的增大,土壤地面弹塑性变形量的波动幅度也在随之增大。（4）轮式小型电动拖拉机振动馈能系统的能量回收性能研究。通过谐波叠加法拟合推导获得了土壤地面的时域位移曲线,基于前文建立的动力学模型,建立了电动拖拉机振动馈能系统的完整数学模型,然后利用数值求解方法获得系统的动力学仿真结果,采用均方根对下箱体和动力电池组垂向振动位移进行表征,进一步评价振动馈能系统的阻尼特性。仿真结果表明:在C级和D级路面激励下,不同车速工况中振动馈能系统的阻尼特性有着较好的效果,相较于下箱体垂向振动位移,动力电池组垂向振动位移最大改善了8.04%。在相同路面等级条件下,轮式小型电动拖拉机的车速越快,系统电能再生率越大;在相同车速条件下,路面状况越差,系统电能再生率越高。（5）开展了电动拖拉机振动馈能系统的田间实车试验研究。通过试验测试确定了机械电磁式振动馈能装置在轮式小型电动拖拉机上的安装位置。通过改变电动拖拉机的车速和外部负载进行田间实车试验。根据田间试验数据可知,在土壤地面不平度基本相同的条件下,振动馈能系统的电能再生率随外部负载的增大而增大,随电动拖拉机平均车速的增大而增大,研究表明振动馈能装置在轮式小型电动拖拉机上的应用是有效的,振动能量回收效果明显。