南方丘陵山地水稻种植区地块小且不平整,随着水稻高产成为一种趋势,对水稻的脱粒装置的要求逐渐提高,南方水稻收获机械面临更大的挑战。针对传统纵轴流水稻脱粒装置在脱潮湿作物时易堵塞、喂入量较大时脱粒夹带损失率与破碎率较高等问题,对脱粒滚筒的喂入螺旋进行了改进优化,同时对脱粒装置进行了试验,主要工作与结论如下：1.对纵轴流水稻脱粒试验台的总体结构进行设计,阐述了脱粒装置的工作原理,计算分析了脱粒装置各部件的结构参数,同时对喂入螺旋工作原理进行了分析并设计了9种不同参数的喂入螺旋以得出能较好适应高喂入量水稻脱粒的技术参数。2.为后续试验做前期探讨,对水稻的生物特性进行试验研究,并对试验所用水稻植株的平均株高、草谷比、千粒重、含水率等参数进行了分析。对装有不同喂入螺旋的脱粒滚筒进行性能评价试验,在大喂入量前提下,以顺利输送脱粒与脱粒效果为评价因素,优选出了性能较好的喂入螺旋为三头长270mm,螺距240mm。3.为了提高脱粒装置的喂入量与优化脱粒效果,在选出的较佳性能喂入螺旋上,运用三元二次回归正交旋转组合设计试验,对脱粒装置结构和运动参数进行优化,试验结果表明滚筒转速800r/min,导向板导角23.7°,脱粒间隙20mm时,籽粒破碎率0.1%,未脱净损失率为0.069%,完全满足相关国家行业标准要求。对回归方程偏回归系数的检验,通过评价指标对试验因素的响应面法分析表明,影响籽粒破碎率的大小程度从大到小依次为纵轴流滚筒转速、脱粒间隙、导向板导角,影响未脱净损失率的大小程度从大到小依次为纵轴流滚筒转速、导向板导角、脱粒间隙。滚筒转速增加时,籽粒破碎率增加而未脱净损失率减少；脱粒间隙增加时,籽粒破碎率减少而未脱净损失率增加；导向板导角增加时,籽粒破碎率减少而未脱净损失率增加。