针对葡萄枝条修剪量大、资源化利用率低、离园成本高等问题，设计一种集集条、捡拾、粉碎、收集作业为一体的葡萄枝条捡拾粉碎收集机。阐述整机结构和工作原理，并结合葡萄枝条特性，设计与分析集条装置、捡拾喂入装置、粉碎装置等关键部件。性能试验结果表明：在葡萄枝条平均含水率为60.5%的条件下，作业速度为1.4 km/h、粉碎轴转速为2 280 r/min、喂入辊转速为147 r/min时，捡拾率为95.41%，粉碎长度合格率为94.87%，机具作业性能稳定、效果好，满足葡萄枝条粉碎收集的作业要求。

果园枝条粉碎机是果园枝条处理及高效资源化利用的重要机具，对环境保护有着一定生态效益，而控制系统是枝条粉碎机的关键核心部件，其性能好坏直接影响着整机的作业性能和效果。从喂入控制系统、粉碎控制系统、集料箱控制系统三方面阐述果园枝条粉碎机控制系统的国内外研究现状。分析目前我国果园枝条粉碎机控制系统存在控制系统简单、稳定性差、作用较为单一、缺少创新性等问题。指出提高控制技术，提高自动化、智能化水平，多系统相互配套，减少生产对生态环境污染等发展趋势，为研究果园枝条粉碎机控制系统提供参考依据。

针对疏花环节作业强度大、成本高及机械式疏花装置参数不可调等问题，结合现代化果园种植模式的农艺要求，设计一种牵引式疏花机。通过调整疏花机转轴转速、工作位置、切入角度及胶条间隔等主要参数进行疏花作业，提高装置在果园管理工作中的使用范围，并对牵引机构、传动机构、连杆机构、机架、液压马达、导向滑轨、转动轴、胶条进行结构设计。结合疏花机工作环境及负载力大小，对液压控制系统进行选型与设计，确定液压缸内径为25 mm，活塞杆直径为13 mm，最大负载为2.5 MPa，导向套长度为17 mm，液压泵为2.5 MPa，电机为2.5 kW，并校验活塞杆稳定性。田间试验表明，当整机前进速度为4 km/h、胶条转速为300~400 r/min、胶条间隔为5 cm时，疏除率在29%~35%，满足疏花阶段的农艺要求。

疏花疏果是果园管理中的一个重要环节,是保证果园产量和果实品质的有效措施之一。现阶段我国疏花疏果以人工为主,机械装备化程度低,管理技术缺乏科学性,管理机械自动化水平较低,劳动力大量短缺已经成为制约我国果园发展的最大障碍,传统人工作业方式已不能满足现在果园需求,果园全程机械化、自动化问题亟待解决。对国内外疏花疏果阶段管理技术、机械装备、化学处理等方法进行分析总结,重点围绕未来果园全程自动化进行综述,展望果园疏花疏果管理技术,提出未来果园疏花疏果逐渐向自动化、智能化、精准化方向发展,为全面提高我国果园管理水平提出发展思路和对策。

针对玉米收获后玉米秸秆散落,二次捡拾含杂率高,造成环境污染与资源浪费等问题,提出一种秸秆回收式玉米收获机割台装置。割台装置分上下两部分:上层部分主要有摘穗齿轮箱、摘穗装置、拨禾轮以及分禾器;下层部分主要有秸秆切茬装置和揉切装置。对秸秆回收式割台装置的揉切装置和切茬装置进行试验研究,对揉切装置的动刀片和动刀主轴静力学分析后,制作样机并进行田间试验。试验结果表明,秸秆回收式玉米收获机割台的落地籽粒损失率为1.84%,果穗损失率为1.71%,籽粒破损率平均值为0.73%,秸秆的平均留茬高度为96.2 mm,秸秆揉切长度合格率平均为90.04%,秸秆回收率达95.78%,主要性能指标达到预期试验目标,本研究为秸秆回收式玉米收获机割台设计和改进提供了理论参考。

葡萄生长期间进行适时修剪,可以减少不必要的营养流失,提高葡萄水肥利用率,但目前葡萄修剪还主要以人工修剪为主,手工修剪不但劳动强度大、生产效率低,而且长期的手工修剪对手指关节损伤大。手工修剪已经不适应现代化农业发展,且严重阻碍葡萄的规模化、标准化生产。使用CAXA软件绘制酿酒葡萄修剪机液压系统原理图的基础上,以葡萄修剪机液压系统中的举升油缸作为研究对象,根据实际需求计算油缸内径和活塞杆直径,并进行强度校核。确定液压系统压力为15 MPa,经过计算液压油缸工作负载为3 526 N,油缸内径为32 mm,活塞杆直径为20 mm。分析双作用单杆活塞在举升油缸内速度以及缸内液体变化规律,利用AMESim软件对举升油缸回路进行建模仿真,经过仿真建模验证活塞杆速度为0.148 3 m/s。并通过田间试验验证其液压回路的正确性。通过仿真结果图像分析工作负载、油缸内径、压力及流量的变化曲线,在田间试验中油缸进口压力达到预定压力15 MPa,出口压力为2.5 MPa,温度保持在29℃～35℃之间,符合设计要求。

为确保冬季葡萄安全越冬,每年必须将葡萄藤用土掩埋起来,是防止葡萄藤冬季冻伤和风干的有效措施。针对果园经济作物葡萄种植生产过程中人工埋藤作业劳动强度大、作业成本高、效率低等问题,根据葡萄埋藤的农艺要求,设计一种与22 kW以上拖拉机配套的1PM-100型葡萄埋藤机,该机主要由机架、挖土装置、覆土装置、传动系统、限深装置等功能部件组成。对该机的挖土装置和传动系统等关键部件进行相关理论分析,并对机具进行田间试验。试验表明:机具前进速度为2 km/h,取土沟一侧距葡萄藤距离为450 mm,挖土装置转速为200 r/min时,纯工作小时生产率为0.8 hm~2/h;挖土深度及覆土量大小可以根据用户需求方便调节,能够满足葡萄冬季埋藤的农艺要求,减轻劳动强度,降低作业成本。

农田土壤机械压实是由机械作业引起的土壤结构破坏,导致土壤质量下降,具有累积效果。通过农机技术对压实土壤进行修复,可以改善土壤三相比,提高土壤质量。深松耕地土壤容重降低15.62%,土壤孔隙度提高7.7个百分点,孔隙比提高36.51%;土壤含水量正常年份可提高0.99个百分点,干旱季节可提高1.22个百分点,而多雨季节则降低0.8个百分点;土壤速效氮、速效磷、速效钾分别提高21.4%、18.04%、12.6%。除应用农机技术外,还可以使用农艺技术对压实土壤进行修复,通过增加土壤有机质含量、作物合理轮作等降低土壤容重,提高土壤孔隙度,修复土壤压实。