玉米秸秆作为饲料具有很高的营养价值,随着畜牧养殖业的快速发展,对玉米秸秆饲料的需求量在不断增加。为了实现在玉米摘穗收获的同时将秸秆揉切打捆,将现有玉米收获技术与茎秆打捆技术加以集成,设计了自走式秸秆青贮打捆玉米联合收获机,对秸秆输送、揉切等关键部件进行创新设计,实现了多功能耦合和整机优化配置。将玉米秸秆作为青贮饲料进行回收利用,对于杜绝茎秆焚烧、减小环境污染和促进农业可持续发展具有重要意义。根据玉米收获与茎秆打捆工艺流程,确定了自走式秸秆青贮打捆玉米收获机的组成方案。整机主要由茎穗收获割台、果穗搅龙及升运器、果穗箱、秸秆输送搅龙、揉切机、打捆单元等组成。工作时,玉米植株经过摘穗辊,果穗被摘穗辊摘下并送到果穗搅龙,再由升运器将果穗输送到果穗箱。在玉米植株经过摘穗辊时,由摘穗辊下面的滚刀将植株切断,由秸秆输送装置将秸秆喂入到揉切装置,揉切后的玉米秸饲草被抛送到集草箱,然后由青贮打捆机打成圆草捆。自走式秸秆青贮打捆玉米收获机能够一次完成玉米果穗的收获与茎秆切碎、收集、输送、打捆等多道工序,解决了农忙季节劳动力短缺、玉米茎秆不能及时青贮利用等难题。在玉米割台的设计中,确定了摘穗辊的技术参数,计算了摘穗辊的功率消耗。在摘穗辊下方,设计了滚刀、茎秆输送装置等。滚刀用于割断玉米茎秆,然后由搅龙将割断的茎秆向中间集中,再经过输送链板、压茎辊、齿辊输送到揉切机。对应每行玉米有一组滚刀,每组有2个刀片,每个刀片长度为600 mm,宽度为180 mm,厚度为10 mm。滚刀为直刃平板式刀片,采用螺栓与刀轴紧固,以便于维修或更换。同一组的两个刀片间隔180°安装,两组相邻刀片错开90°安装。滚刀不仅能割断茎秆,还具有一定的抛送作用,与弧形曲面滚刀相比,采用直刃平板滚刀可以降低制造成本,而且抛送能力有所提升。在分析玉米秸秆的物理特性和现有玉米秸秆切碎装置的结构及工作原理的基础上,为了简化秸秆揉切机的结构,确定了切断、揉切、抛送一体化结构方案。将切刀、揉切锤片和抛送叶片设计为同轴,四把平板切刀采用等角度安装,揉切锤片分为四组,安装在轴的中间,每组由三个锤片组成。切刀将喂入的秸秆切断,为了实现切断长度一致,在切刀背面装有限位圆盘。锤片将切断的秸秆破节打碎,并由机壳径向内壁的斜纹板进行摩擦揉搓。抛送叶片安装在揉切锤片的后面,将揉切后的玉米秸饲草抛送到集草箱,以备打捆单元完成打捆作业。依据机械强度理论,对切碎刀片、揉切锤片等工作部件进行了动力学分析以及计算机仿真分析。采用机电液一体化技术,设计了打捆过程自动控制系统。系统以STM32 AMR单片机为核心,通过霍尔传感器、触点开关以及电磁离合器、液压电磁阀等,实现信号接收、处理、输出以及对执行元件的控制。工作过程中,草料喂入与停止、草捆密度、送绳、绕绳、割绳、开仓卸捆与关闭仓门等,均实现了自动控制,并且每个步骤都有语音提示,节省了人力,避免了驾驶员的误操作,提高了机器作业的可靠性。自走式秸秆青贮打捆玉米收获机,集玉米摘穗、秸秆揉切、饲草打捆于一身,不仅提高玉米收获机械化水平,还便于实施秸秆地上青贮,简化传统青贮工序,提高青贮作业效率和饲草质量,符合农村产业化发展要求,具有良好的应用前景。