地膜种植具有提高地表温度、抑制杂草生长、减少作物生长周期、提高作物产量的优势,但由于栽培作物多样性、地表条件复杂及地膜强度等因素,导致残膜机械化回收存在回收率低、含杂率高、易缠绕堵塞等问题。本文在调研青海省马铃薯种植模式和残膜回收现状基础上,分析影响残膜回收的瓶颈因素,提出了新的马铃薯残膜机械化回收技术并开展配套机具的研发。本文的主要工作及结论如下:（1）提出了马铃薯残膜回收机械化技术及配套机具的设计方案。在青海省马铃薯典型种植地区对马铃薯的种植农艺和残膜回收前的地表状况开展调研,分析了机械收获和残膜回收作业环节配套机具及作业质量,总结出制约残膜回收质量的因素,最终确定了在马铃薯收获前进行地膜回收,以碎土辊疏松膜上覆土、聚束环对残膜聚束并提升一定的高度、拍打机构清理膜上杂物、双辊输送集膜箱收集的马铃薯残膜机械化回收技术,并确定了配套机具的总体设计方案。（2）设计了一种单翼铲起膜、中间双翼铲托膜的新型起膜装置。基于减小机具阻力的原则确定起膜铲的参数:铲面倾角28°,长度280 mm,横截面宽度210 mm,翼铲张角62°;运用ANSYS对起膜铲进行静力学分析,结果表明其最大应力出现在螺栓孔处,为137.65 MPa,最大应变出现在铲柄最远处,其最大应力小于其材料的屈服极限235 MPa,且最大应变出现位置不影响铲的工作性能。（3）设计了碎土辊和拍打机构联动的膜土分离装置。开展了板结土剪切力学性能试验,确定了碎土最佳剪切力为1556 Pa。运用EDEM和Adams对膜土分离机构进行分析,结果表明当碎土辊碎土齿个数为20、碎土齿宽度为15 mm、碎土齿高度为20 mm、行程限位滑块行程为30 mm、偏心轮转速为60 r/min时,膜土分离效果最好。（4）设计了聚束环聚束、双辊输送式集膜装置。根据技术方案对聚束地膜力学特性开展研究,结果表明其最大拉断力是单层地膜的2.1倍,伸长量较单层地膜提高了54.762 mm,断裂标称应变比单层地膜提高了55%;对集膜装置输送力进行分析,当输送机构的输送辊直径为110 mm、工作间隙2 mm时,其输送力远远小于聚束地膜的整体拉断力183.7 N;对设计的集膜装置搭建试验平台,台架试验结果表明将输送辊间距调节为2 mm,地轮速度维持在2-3 km/h,残膜通过性良好,无断裂现象的发生。（5）对传动系统和机架进行设计。在通过马铃薯种植农艺参数确定地轮参数的基础上,确定了两部分传动系统的基本参数,计算得出拍打机构与地轮传动比为3:1,集膜装置与地轮传动比为6:1。通过传动比确定地轮左轮齿轮齿数为30、拍打机构齿轮齿数为12、右地轮齿轮齿数为36、过桥齿轮外轮齿数为12、过桥齿轮内轮齿数为36、集膜辊上辊齿轮齿数为12。通过前期对马铃薯种植农艺的调研确定机具的整体尺寸为长1680 mm、宽1400 mm、高800 mm,对机架进行模态分析,结果表明机架的固有频率在17.589 Hz到70.299 Hz之间,机架的主要振动发生在机架两边,主要集中在机架尾部,即集膜辊所在处,通过6阶振型云图中可以看出,机架不会发生共振现象。（6）完成样机的试制与田间模拟试验。试验结果表明在输送辊上下辊间距在2 mm、机具速度2 km/h时,地膜无发生断裂现象,通过性良好,残膜含杂率6.83%。