针对我国北方露地葡萄藤防寒土春季清除机械化作业清土不彻底、易伤藤和机具适应差等问题，设计了一种刮刷组合式葡萄藤防寒土清土机。该机采用双翼式刮土板部件、刚性叶轮部件和柔性刷丝部件分别将葡萄藤的上方防寒土、侧边外围防寒土和根部附近防寒土一次性清除。对关键部件进行设计，搭建基于STM32F103的控制系统，实现双翼式刮土板部件的自动避障和机具的自动调平。调平性能试验表明，当调平机架向左倾斜到最大角度或向右倾斜到最大角度时，均能在1 s内完成自动调平过程，且没有明显的超调量；当拖拉机行驶在不平整的葡萄行间时，即使拖拉机车身发生较大的倾斜变化，挂接在后侧机具上的清土部件仍能保持期望的水平状态（±2°以内）进行作业；田间清土试验表明，各清土部件运行稳定，不存在相互作业干涉的情况，清土作业后的清土率约为81.96%，葡萄藤损伤率约为1.67%，满足我国北方露地葡萄藤防寒土清除作业要求。