针对传统伸缩杆齿式残膜捡拾装置可靠性差、捡拾率低、缠膜率高等问题，基于定心直动滚子凸轮机构，设计一种导向伸缩式残膜捡拾装置。根据残膜捡拾的工作要求对捡拾装置关键部件进行设计，确定残膜捡拾装置中凸轮导轨盘、拾膜滚筒以及弹齿轴总成的主要结构参数。为验证捡拾装置作业性能，以机具前进速度、拾膜滚筒转速、弹齿入土深度为试验因素，以拾膜率和缠膜率为试验指标开展正交试验。试验结果表明：影响拾膜率和缠膜率的因素主次顺序均为拾膜滚筒转速、弹齿入土深度、机具前进速度，较优参数组合为拾膜滚筒转速55r/min、弹齿入土深度40mm、机具前进速度4km/h。在较优参数组合下进行田间验证试验，结果表明，拾膜率为88.87%，缠膜率为1.51%，满足残膜回收作业要求，为导向伸缩式残膜捡拾装置的结构设计、优化提供参考。

为实现链耙式残膜回收机作业过程中链耙捡拾机构双链传动同步性的实时监测,设计一种基于电涡流传感器的链耙式残膜回收机双链传动同步性监测系统。该监测系统以STC89C52单片机硬件系统为下位机,通过电涡流传感器和霍尔传感器分别获得链耙捡拾机构与动力轴转速信息,判断收膜机链耙捡拾机构运行状态,并通过HC-12无线模块将状态信息传输至SG121-BGCM型工控机人机界面实时显示。室内试验表明,在收膜链耙转速为168 r/min时,系统对链耙捡拾机构跳齿情况监测准确率为96%以上;田间试验表明,在收膜机前进速度取8 km/h,链耙捡拾机构转速取168 r/min 时,跳齿监测准确率为95%以上。该监测系统实现了对链耙式残膜回收机运行状态的实时高精度监测,有助于提高残膜回收机作业可靠性。

针对新疆地区棉花秸秆粉碎还田后,回收的地膜含杂率高等问题,设计双侧输出式秸秆粉碎还田机。采用理论计算、三维设计和田间试验相结合的方法,对其结构特点、工作原理和作业性能进行研究。结果表明:采用Y型双线双螺旋配置的秸秆粉碎装置可对棉花秸秆进行有效粉碎,作业速度6.8km/h时,棉杆平均粉碎长度为123.8mm,粉碎长度合格率为88.7%,平均留茬高度73.2mm,留茬高度变异系数为9.5%;秸秆输送装置可及时有效的将粉碎后的棉花秸秆输送至地膜两侧"垄沟"内,秸秆双侧输出量变异系数为11.2%,满足农艺要求。