针对残膜回收机的整机振动强烈、机架开裂等问题，运用ANSYS Workbench19.0软件对残膜回收机的机架进行静力学分析和约束模态分析，研究机架的静力学特性和模态特性，获得机架的固有频率、振型、阻尼等参数，并在此基础上采用正交试验设计的方法，以机架的左右边板厚度、主连接梁管厚、副支撑梁宽度为试验因素，第1、2阶固有频率为试验指标对其进行结构优化。当机架左右边板厚度为12 mm、主连接梁管厚为6 mm、副支撑梁宽度为70 mm时，机架的第1、2阶固有频率50.747 Hz、53.557 Hz不在外部激励频率范围（0.833~40 Hz）内，并且优化后的最大应力值降低3.295 MPa，优化前的最大振幅为17.642 mm，优化后的最大振幅为12.719 mm，降低了4.923 mm，有效避免共振现象的发生，优化前后的机架均满足刚度和强度要求。该研究可以为残膜回收机的机架设计、可靠性研究上提供理论参考。

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。