目前,莲藕产业快速发展,品种与产量得到改善和提高,但莲藕收获作业仍然依靠人力完成,收获难度较高,人工收获工作效率低,劳动强度大,已有的莲藕收获机械仍存在工作效率低,损伤率大,造价昂贵等问题。本文在对国内外莲藕收获设备和射流技术调研的基础上,设计并研制了一种莲藕收获实验平台,为莲藕收获装备的研制提供理论和技术支持。本文主要的工作内容和研究成果如下:以“宝应美人红”和“鄂莲七号”为研究对象,开展力学特性实验研究。首先对莲藕样品进行尺寸、含水率、密度的测量;再对莲藕的藕身压缩、藕身果肉压缩、藕段压缩、藕身压溃、藕节弯曲以及藕节拉伸等力学特性进行测试。实验表明:“宝应美人红”力学性能优于“鄂莲七号”,更适宜水力冲挖采收,为水力冲挖工作参数的确定提供理论依据。通过建立水力冲挖莲藕物理模型和数学模型,对水力冲挖莲藕进行理论分析;采用Fluent软件建立水力冲挖莲藕有限元模型,并研究喷头出水口直径和喷射角度对泥水中莲藕应力和冲刷效果的影响规律。结果表明:莲藕应力均小于其许用应力;喷头直径为23mm,喷射角度范围为20°～60°,莲藕收获效果较好。根据水力冲挖莲藕工作原理,提出了莲藕收获实验平台设计方案,包括移动方案、喷射角度调节方案以及喷头左右摆动方案;运用Solidworks软件详细设计了莲藕收获实验平台,并对关键零部件进行了选型计算;采用有限元仿真方法,建立行走平台有限元模型,对其进行了模态和强度分析,验证了行走平台结构设计的可行性。根据设计方案,研制了莲藕收获实验平台。采用单因素水力冲挖试验方法,探究影响莲藕收获的重要因素,确定行走平台移动速度,喷射角度和靶距三个因素作为多因素正交实验变量。运用响应面法进行水力冲挖莲藕实验,分析行走平台移动速度,喷射角度以及靶距对莲藕冲出所需时间和莲藕损伤率的影响。结果表明:行走平台移动速度为0.05m/s,喷射角度为30°,靶距为16cm时,莲藕冲出所需时间为17.7s,莲藕损伤率为7.55%。在此工作参数下,收获作业有较高的效率和较低的损伤率。