中国是世界甘蔗生产大国之一，年种植甘蔗面积约140万hm<2>，总产量近9 000万吨。甘蔗种植区域主要分布于广西、广东、云南、海南等省区。甘蔗是制糖业的重要原料，是当地经济发展和农民脱贫致富的重要经济支柱。多年来，广大蔗农迫切盼望采用机械化来完成甘蔗的收获作业，以便从繁重的体力劳动解脱出来，提高劳动生产率和经济效益。但是，由于甘蔗收获机械的研究与开发主要集中在大型或中型收获机型，而在中国丘陵、坡地等小地块甘蔗种植区由于受季风影响大，弯曲倒伏严重，大中型甘蔗收获机械并不适用，所以，研究适用于这些地区的微型甘蔗收获机械具有重要的意义。 该文首先对甘蔗收获的国内外现状进行了阐述，对各种收获机型的特点进行了分析。在此基础上，提出了研发微型气力砍蔗器的技术路线。 其次，设计了微型气力式砍蔗器，利用冲击气缸产生的巨大冲击力完成砍蔗作业，这在国内外尚属首次。微型气力式砍蔗器由砍蔗机构、升降机构、气源、底盘及控制系统五部分组成，其采用固定在活塞杆上的动刀与固定在机架上的定刀配合的往复切割方式对甘蔗进行砍切。利用大型有限元分析软件ANSYS对砍蔗机构的机架进行了建模和分析，保证了砍蔗机构的可靠性；进行了耗气量试验，试验表明砍蔗器在每个工作循环耗气量约为0.01m<3>，为砍蔗器气源的选用提供了依据；对原有蔗叶还田机底盘(用作砍蔗器底盘)的控制电路进行重新设计，有效地改善了砍蔗器的操控性。 再次，运用机械系统动态仿真分析软件ADAMS建立升降机构简化模型，并进行了仿真。以升降机构的主要参数：提升角、悬点比、伸展长度等为设计参数，以提升气缸的最大提升力为目标函数，进行了设计研究与优化分析。提升力由初始值177.04N优化到了118.17 N，减小了33.33％，优化效果显著，从而提高了升降机构的工作性能，减小了升降机构的功率消耗。 然后，进行了甘蔗的砍切试验，得到了工作压力、刀具组合与倒伏角等因素对切割力的影响规律。试验表明：随着工作压力的增大，切割力也随着增大；在六种刀具组合中以定刀为外斜刀、动刀为直刀的组合切割力最小；倒伏角以蔗杆右前倾65°切割力最小。通过测试砍蔗器的切割速度，得出工作压力与切割速度的关系，并与旋转式切割方式对比，得出砍蔗器可以较低的速度可以实现收获甘蔗。 最后，为考察砍蔗器样机在蔗田作业的砍蔗效果和适应能力，对其进行了模拟田间试验。试验结果表明：对砍切的根茬无破损现象，砍蔗效果良好；空压机供气充足平稳，但由于砍蔗器在原有还田机的底盘的基础上设计的，其轮胎轮胎花纹较浅，在疏松的地面上接触力较小，容易出现打滑现象。另外控制电路部分还不完善，可操控性不高，影响了砍蔗器的工作效率，还有待于进一步改进。