Dada la baja grado de mecanización y la mala calidad de la cosecha de girasol comestible después del secado, se diseñó un dispositivo de cosecha biónica in situ que puede lograr una cosecha de girasol comestible de bajo pérdida sin quitar el disco de girasol comestible. Según las características físicas de los tallos de girasol en el campo, se obtuvieron los factores que influyen en la alimentación de bajo pérdida in situ, y se determinaron los parámetros estructurales del mecanismo de alimentación in situ. Basándose en la tecnología biónica y el análisis estático, se obtuvieron los factores que influyen en el rendimiento del mecanismo de trilla biónica. Mediante el análisis de las características mecánicas de la semilla de girasol comestible, se determinaron los parámetros de operación del mecanismo de recolección de semillas. Basándose en los resultados del análisis estructural del dispositivo de cosecha, se realizó una prueba de optimización de superficie de respuesta. Los resultados de la prueba muestran que cuando la velocidad de rotación promedio del rodillo de aflojamiento biónico era de 113.57 rpm, la velocidad de rotación promedio del rodillo de golpeo artificial simulado era de 230.80 rpm, la velocidad promedio de avance del dispositivo de cosecha era de 0.58 m/s, la calidad de trabajo del dispositivo de cosecha fue la mejor, la tasa de pérdida de semillas fue del 2.12% y la tasa de trilla del disco de girasol comestible fue del 98.96%. Una prueba de verificación de campo confirma además que, bajo los parámetros de trabajo óptimos, la desviación relativa entre los índices de prueba y los resultados de la prueba de optimización de superficie de respuesta fue inferior al 2%. Durante el proceso de operación, el movimiento de los componentes clave del dispositivo de cosecha fue coordinado y estable. Los resultados de la investigación pueden proporcionar nuevas ideas para la cosecha mecanizada del disco de girasol comestible después del secado.