我国胡萝卜、大蒜、花生、马铃薯等根茎类作物种植面积大、产量高，在国内经济作物中占有重要地位。该类作物果实在土中生长，收获需要土下挖掘作业，因此存在工作阻力大、能耗高等问题。采用振动式挖掘是降低阻力的一种有效途径，由于土壤机具间复杂的动力学关系，振动式土壤切削减阻特性研究还很不充分，尤其对根茎类作物的振动挖掘研究相对较少，振动参数与阻力之间的影响关系还不够明确。本文是以根茎类作物典型挖掘装置为研究对象，在参考国内外相关研究的基础上，理论分析与试验研究相结合的方法重点开展了挖掘机构振动参数与工作参数对工作阻力的影响规律研究，确定了各因素间的匹配关系，为实现以降低工作阻力为目标的根茎类振动式挖掘收获装备的设计提供了理论和技术支持。　　本文主要的研究内容和研究结论如下：　　1.建立了挖掘铲-土壤-作物系统的力学模型，分析了作物收获过程中挖掘铲尖和铲柄的受力情况，作为对比，对振动铲-土壤-作物系统的受力情况进行了分析，结果显示振动收获铲使土壤剪切失效所需的应力值远小于无振动收获铲所需的应力数值。　　2.研制开发了根茎类作物振动挖掘阻力测试试验台，重点设计了振动机构、挖掘部件、液压驱动部件、阻力测试部件等关键装置，基于LabVIEW自行开发了信号采集、处理及显示系统。所开发的试验台与土槽车配合可以实现挖掘阻力的测试，工作过程中可进行振动参数和工作参数的调整。　　3.在多体动力学仿真分析软件ADAMS上分别进行了垂直振动挖掘机构和水平振动挖掘机构的建模，对采用不同偏心距、偏心轴转速的情况下挖掘铲的速度、加速度和挖掘铲振幅变化情况进行了仿真分析。　　4.利用所设计开发的振动挖掘阻力测试平台，在土槽试验台上进行了振动挖掘降阻特性试验，试验选取机具牵引速度、挖掘深度、振动频率、振幅为影响因素，测试不同影响因素下试验台挖掘阻力的变化情况。试验得到最优的参数匹配组合：当挖掘深度为18.2cm、牵引速度为0.92km/h、振幅为4mm、振动频率为14.5Hz时，振动挖掘阻力数值为-253.87N。试验结果表明试验台在振动挖掘模式下比固定式挖掘模式能减少2.3%~30.9%的挖掘阻力。