目前我国收获山药的方式主要有两种,一种是采用机器开沟、人力挖掘来收获山药,另外一种是人工开沟挖掘收获山药,这两种收获的劳动强度大,收获成本高并且效率低。通过参考国内外山药收获机械的研究现状,结合山东省白玉山药的种植模式,设计了一种集开沟、松土、碎土、茎土部分分离、回填土等功能为一体的山药收获机。悬挂式山药收获机的整机方案设计。查阅国内外现有山药收获机的相关文献和实地调研白玉山药的生长特征和农艺特点,研究了山药收获机械功能需求,明确了山药收获机的工作原理。按照整机模块化设计理念,设计的山药收获机主要结构有悬挂机构、开沟机构、振动碎土机构、回填土机构,确定了山药收获机的主要技术参数。悬挂式山药收获机关键部件的设计与分析。针对山药机械收获过程中开沟、松土、碎土、茎土部分分离、回填土关键环节,设计研究了开沟深度和角度可调的悬挂机构、稳定性较高的开沟机构、破碎土壤的振动碎土机构、液压系统控制的回填土机构,分析了各部件工作过程,明确了关键技术参数。采用有限元分析软件ANSYS Workbench2021对山药收获机主要受力部件开沟装置的支撑架和链刀进行了相关力学分析。通过静力学分析可以得到支撑架和链刀最大应力数值和发生区域、出现最大变形量数值和发生区域,通过前六阶模态分析了支撑架固有频率变化,固有频率小于冲击频率,确定了机构的可行性。悬挂式山药收获机的田间试验。对山药收获机振动碎土机构的相关参数与整机的前进速度作为试验因素,采用Box-Behnken试验设计方案建立了以山药完好率和露出率为评价指标的响应面回归模型,通过方差分析和响应面分析,得到了振动碎土机构偏心轮转速、整机速度、偏心轮偏心距对评价指标的影响变化规律,借助DesignExpert 8.0.6软件对其进行优化求解,当振动碎土装置的偏心轮转速为550 r/min,整机前进速度为150 m/h、偏心距为48 mm的时候,收获山药完好率为90.67%、露出率为92.96%,基本能满足农户收获山药的需求。