为了解决农田地膜残留问题，许多国内外的研究学者研制了各式残膜回收机械，但是残膜回收不彻底、缠膜率高、机具可靠性低等问题依旧比较突出。本研究针对残膜捡拾率难以提高、脱膜部件缠膜率高等问题，在杆齿式残膜回收机的结构基础上，结合残地膜的力学特性研究，改进研制了一种齿链复合式残膜回收机。为了探明其工作部件是否满足作业要求，从运动学角度分析了各部件的运动规律，从动力学角度分析了各部件在工作时的应力应变情况。最后按照详细的设计参数加工制造样机各部件并装配成整机，通过田间试验验证其性能，优化得到了最佳工作参数。研究内容可归纳为以下几点：
　　(1)对残地膜进行了拉伸试验。为了探究不同影响因素对残膜物理特性的影响，选取厚度分别为0.006mm、0.010mm、0.014mm的聚乙烯地膜，分别在田间覆盖60天和100天后对其采样，采用正交试验法对其进行了拉伸试验。通过试验得出，拉伸负荷值与地膜厚度成正比，与覆膜天数成反比，断裂伸长率的值与覆膜天数成正比；残地膜纵向力学性能高于横向和直角撕裂的力学性能；覆膜厚度和天数对拉伸负荷影响比较显著，拉伸方式对断裂伸长率影响比较显著。
　　(2)综合考虑棉田的实际覆膜情况，以提高残膜捡拾率、降低缠膜率为目的，研制了一种具备复合拾膜功能的齿链复合式残膜回收机。从运动及受力角度对各机构进行了研究，确定了复式拾膜机构、刮板式卸膜机构及传动机构的设计参数。机具在拾膜方面，利用杆齿式、齿链式拾膜机构配合完成两次拾膜，在卸膜方面，利用固定刮板式卸膜机构完成卸膜。
　　(3)分别从运动学、动力学角度以及非线性接触方向对机具进行了研究。借助NX仿真软件对复式拾膜机构进行了运动学仿真分析，获得了拾膜齿末端在运动周期内的速度、加速度变化曲线，确保了各机构在运转时能够满足要求；采用非线性有限元法分析了拾膜齿和地膜、拾膜齿和刮板之间的接触关系；借助ANSYS分析软件得到了拾膜齿、拾膜杆齿轴的应力应变情况，确保了各机构的设计强度符合实际工况。
　　(4)完成了样机的加工制造、试验和最佳工作参数的选取。为了探究各因素对机具拾膜率和缠膜率的影响程度，借助响应面分析试验得出，各因素影响拾膜率的顺序由小到大依次为：拾膜齿入土深度、机具行进速度和速比；影响缠膜率的顺序由小到大依次为：速比、拾膜齿入土深度和机具行进速度。通过Design-Expert中的NumbericalSolutions模块优化试验参数，得到机具工作参数的理论最优值为：拾膜齿入土深度为42mm，机具行进速度为0.9m/s，速比为1.6。以此参数进行验证，得到的拾膜率为87.2%；缠膜率为1.6%，实际结果与优化模型中的理想值相差不大，理论最优工作参数可靠。