我国大蒜种植面积居世界之首,大蒜产量逐年增加。大蒜是我国重要的蔬菜经济类作物,但大蒜的切根设备研究相对滞后,影响大蒜的生产效率和产品质量。国内外都存在一些大蒜的生产机械,主要涉及大蒜的收获、切须、切根、打散和去皮等,切须工序主要整合在收获机械上,打散和去皮等机械也相对成熟,而切根机械相对较少;现有的自动化切根设备会产生较大的蒜肉浪费,影响大蒜品质;半自动的小型切根设备采用平切方式,浪费大且不安全;手持式切根机可保证较好的凹切效果,但依靠人手固定,效果不稳定,效率较低,蒜肉浪费也不可避免。基于此,本论文以切须处理后的大蒜为对象,以实现大蒜的精准切根、减少大蒜浪费为研究目标,重点研究了大蒜的物理及力学特性,建立了大蒜的切根仿真模型并进行了验证;基于验证后的仿真模型探究了不同刃角和后角的切根刀片对切根阻力的影响;根据大蒜根盘特征设计了可实现精确切根的切根机构,搭建了大蒜自动化切根生产线并进行试验研究。本文研究的主要内容如下:1)根据大蒜自动化切根生产线的研究需求,测量统计大蒜物理特性尺寸,总结四种规格大蒜的平均尺寸特征,并为后续切根机构尺寸和大蒜输送机构尺寸提供数据参考;研究大蒜物料的力学特性,测量蒜肉和蒜皮两种材料的力学特性参数,为构建大蒜切根仿真模型提供材料模型的数据支持。2)基于大蒜尺寸特征,设计专用夹具测试大蒜切根力;基于大蒜力学特征参数,选择大蒜材料模型,建立有限元仿真模型并进行试验验证;基于验证后的仿真模型对切根刀具进行仿真优化设计,确定最佳的刀具参数。3)根据大蒜物理特征和切根力要求提出大蒜仿形切根方案,并进行结构设计,完成切根机构的运动学和动力学分析;设计大蒜输送和压紧机构,完成整机结构设计;根据切根要求和切根效率设计整机时序,基于PLC完成整机控制系统设计和试验研究。4)完成大蒜自动化切根生产线各部分结构的零件研制与器件选型,完成大蒜自动化切根生产线的装配和调试,并开展切根试验;统计切根结果,发现设备切根效率和切根质量符合设计要求;进一步提出整机设备的改进方案设计,并优化时序配合,提高切根效率和整机使用稳定性。