随着我国精准农业技术的发展,各种各样的农业机械自动化设备被开发出来满足农业生产需要。土壤采样是精准农业体系中的重要组成部分,是测量土壤肥力以实现施肥合理化、提高肥料平均利用率和减少农业生态污染等问题的有效途径。因此作为土壤采样技术的基础和载体,车载土壤自动采样设备的研究具有重要的理论价值和较高的实际意义。在国家863项目“车载农田土壤信息快速采集关键技术与产品研发”(2006AA10A309)的支持下,本文在深入研究土壤采样技术特点的基础上,结合土壤采样自动化设备的设计要求,提出了一种液压冲击式采样为核心的机械设备,并以此为基础,对机械系统的核心部件进行了细致深入研究,设计了适合土壤采样工况要求的液压冲击器、采样管和支撑提升装置。论文主要工作内容如下:深入研究了土壤采样技术特点,结合土壤采样设备的设计要求,提出了土壤采样设备的总体方案。根据系统的总体结构和工作原理的具体要求,对土壤采样设备的液压冲击器进行了设计选型,并分析了采样管和支撑提升机构。根据土壤采样设备的液压冲击器选型,重新设计了双面回油型液压冲击器。采用了一般液压冲击器设计理论,推导了设备的冲击器的线性模型的运动学参数表达式,进而导出了活塞系统、配流阀系统以及配流阀换向信号孔位置的设计计算公式,从而为液压冲击器的开发提供理论依据,应用到产品开发中。根据土壤采样的工况需要,设计了受到阻力小和易拔出的采样管优化结构和提出了特殊热处理方法。由采样过程分析,对支撑及提升机构的液压回路进行了计算和机构分析。最后,为了验证液压冲击器及采样管沉土的工作性能,对液压冲击器活塞系统的影响进行了运动动力学仿真实验,并对采样管受到的碰撞冲击进行了碰撞仿真。仿真结果对采样管所受冲击效率进行量化分析,为优化冲击器和采样管机构设计,为冲击采样设备的开发提供有力的理论支持。