近年来,有机水稻的种植面积逐年增大。在有机水稻的种植过程中,田间杂草会严重降低有机水稻的质量与产量。为了保证稻米质量,有机水稻的种植农艺要求中不能使用任何形式的化学除草,除草剂的使用会造成环境污染、田间生物种类减少破坏田间的生态系统、水稻营养成分降低、杂草的抗药性增强,长期使用会造成水田土壤性质变化和养分降低。人工除草存在诸多问题,如劳动强度大、作业效率低、人工成本过高,运用机械除草技术已经成为必然的趋势。机械除草在有效去除杂草的同时,不会造成环境污染,提高水稻质量,而且作业效率高、降低劳动强度、降低作业成本。机械除草对水田土壤起到中耕整地的作用,改善土壤性状,疏松土壤、提升土壤对养分水分的吸收能力,利于作物根系生长。本文设计了一种驱动式水田行间中耕除草机械,并对相关问题进行了研究。(1)研究了行间除草机理并设计了行间除草部件。首先,分析主动除草轮和辅助除草轮的除草原理,对除草耙齿与水田土壤及水田杂草的间相互作用进行理论分析;其次,对除草耙齿进行受力和有限元分析,对其整体结构进行了设计,为驱动式除草机的设计提供了理论依据。(2)设计了除草机的传动系统。选用额定输出功率为0.77k W的单缸双冲程风冷混合油发动机,变速箱选用传动比为1:60的蜗轮蜗杆减速器。传动系统采用双边链传动驱动主动除草轮旋转。(3)设计了除草机的整机并进行合理布局。采用虚拟样机设计方式,运用CATIA三维建模软件对整机进行三维建模。在整机传动系统的设计下,进行整机总体布局,并进行了整机轻简化配置。整机的布局配置上,主动除草轮置于机具前部并列排布,辅助除草轮置于机具后部并列排布。(4)对整机进行了田间除草试验。选取除草率为试验指标,水层深度和泥脚深度为试验因素进行田间单因素除草试验。分析了除草轮与土壤耦合作用下的中耕作业质量,进行水田土壤扰动观察性试验,根据标定的水田杂草作业前后的位移,分析除草轮作业过程中对水田土壤的扰动作用与效果。田间试验结果表明本文设计的驱动式水田中耕除草机械整机结构合理、性能稳定、能耗较低、轻便易操作、除草效果良好,除草率在90%以上,当水层深度为60mm和泥脚深度为200mm时除草效果最佳,除草率达到98.4%。由田间土壤扰动观察性试验得知,除草机中耕整地效果明显,除草轮在水田行间筑成土垱,提升水田土壤的蓄水性。由于田间试验中存在一些问题,本文对除草机进行二次优化设计,优化了中耕除草机的结构。