林果业是新疆经济发展的支柱产业,根本出路是实现机械化,但受传统果园种植模式和生产方式的影响,新疆林果机械的发展相对滞后。论文针对现有旋耕机果园中耕作业时,果树株距间的区域无法作业,需要人工二次补耕的问题,提出一种避障作业方式。通过将液压控制系统嫁接于普通旋耕机上,设计了一种果园避障旋耕机,着重设计了果园避障旋耕机的工作部件旋耕刀辊和避障系统,借助计算机辅助软件对各部分进行了仿真优化与改进,最终试制了样机,进行了生产试验。论文主要做了以下研究:(1)果园避障旋耕机工作原理及避障动作实现方式的研究。通过文献查阅和实地调研,结合新疆果园种植模式、旋耕机果园作业工况要求和现有避障动作实现方式,确定了果园避障旋耕机最终设计方案,并对其工作原理和工作过程进行了分析研究;(2)果园避障旋耕机旋耕刀辊的设计。针对果园中耕作业对旋耕机的特殊工况要求,结合新疆南疆果园土壤特质,选择了旋耕刀型式。基于果园种植模式和中耕作业农艺要求,确定了旋耕机作业幅宽、耕作深度等基本参数,进而参照传统设计手段,设计了旋耕刀盘、旋耕刀轴,确定了刀盘的排列方式,完成了旋耕刀辊的参数化设计;(3)果园避障旋耕机旋耕刀辊静力学分析与切土动力学仿真。建立了旋耕刀辊三维实体模型,运用ANSYS及LS-DYNA对其进行了特殊工况下的静力学和切土动力学分析,研究了旋耕机避障作业过程中旋耕刀片的应力应变分布、刀辊产生的振动变形以及刀片切土机理和能量消耗等,对仿真结果进行了分析讨论,为刀辊的结构优化提供了理论依据;(4)果园避障旋耕机避障系统的设计与研究。设计了“机械+液压”的旋耕机避障系统,包括感应机构(机械触杆)、信号传递机构、避障动作执行机构(四杆机构)和液压控制系统。对避障系统的工作原理、实现方式和调整方法进行了详细介绍,对液压控制系统各元器件进行了计算选型,并借助AMESim仿真软件对液压系统进行了仿真分析,论证了系统设计的正确性;(5)果园避障旋耕机田间性能试验研究。基于NY/T 2456-2013《旋耕机质量评价技术规范》对果园避障旋耕机各项作业性能指标进行了实地测量,结果表明设计的果园避障旋耕机作业质量满足国家标准和设计目标;对旋耕机避障系统的工作性能进行了试验研究,结果表明:果园避障旋耕机在常规作业速度(2-5km/h)下,避障作业的漏耕率<5%,稳定性达到100%。