河北省是蔬菜生产大省,蔬菜种植面积居全国前列,其中,设施蔬菜占到将近三分之一。设施棚室土壤质量是影响蔬菜产量和品质的主要因素,因此,利用绿色生态技术改善棚室种植土壤质量尤为必要。秸秆生物反应堆技术,可改善棚室土壤物理性状,为设施蔬菜提供适合的微生态生长环境。目前,秸秆生物反应堆构建工序繁杂,虽然小面积应用效果良好,但其劳动强度大,缺少一体化操作机械,推广并不理想。因此,为解决棚室秸秆生物反应堆构建工序繁杂、劳动量大、机械缺乏等问题,研发集开沟、秸秆粉碎、铺撒秸秆菌种、覆土的棚室秸秆生物反应堆作业一体机,具体工作如下:（1）针对棚室秸秆生物反应堆构建工序繁杂耗费人力的问题,结合秸秆生物反应堆技术标准,确定了作业机设计要求和设计方案。该作业一体机可一次性完成开沟、秸秆粉碎、铺撒秸秆菌种、覆土多道工序,由遥控实现作业,履带式底盘连接中空式车架,搭载开沟、布料和覆土装置,安全可靠实现秸秆生物反应堆构建作业。（2）针对目前秸秆生物反应堆铺撒秸秆菌种的农艺要求,依据秸秆埋深、秸秆菌种比例,设计了可自粉碎秸秆的布料装置。布料箱体布置圆盘刀组、秸秆粉碎刀刀辊、防堵辊、菌种下料辊、菌种打散辊等装置,完成秸秆粉碎下料并均匀撒落菌种。对粉碎刀J辊进行了模态分析,结果表明其转速满足工况要求。利用EDEM和Design-Expert软件对菌种打散辊进行优化,确定了最佳参数。实现了秸秆生物反应堆作业机自动粉碎下落秸秆、均匀撒菌种的作业要求。（3）针对秸秆生物反应堆构建中对沟槽深度和宽度的要求,设计了可升降式圆盘式旋转开沟装置,设计了“M”型抛土导流板辅助形成梯形沟型。确定了开沟刀盘主要参数,分析计算了其运动和作业功耗。利用EDEM软件对开沟过程进行仿真模拟,结果表明开沟装置开沟平均深度约250mm、宽约500mm、作业稳定、回土量少、抛土均匀,可满足农艺要求。（4）根据棚室作业环境以及棚室作业对农业机械尺寸要求,设计了履带式底盘,底盘连接中空式车架,搭载布置其他工作部件。充分利用中空车架内部空间,紧凑布置作业机结构,缩小整机尺寸。确定了履带底盘行走参数和轮系参数。分析计算了其通过性和转弯性能,并对通过性进行了验证,保证可在棚室内进行流畅作业。对车架进行了静力学分析,保证其强度可搭载各工作部件。实现履带底盘可搭载工作部件在棚室中流畅作业,顺利构建秸秆生物反应堆。