我国是世界上最大的设施栽培国家,设施蔬菜栽培面积逾270万hm2,但连作障碍在严重影响着蔬菜设施栽培,国内外的研究和实践证明,嫁接栽培技术是解决连作障碍的最有效的方法。针对国内蔬菜嫁接机以半自动和单株嫁接方式为主,生产效率低的现状,本文以穴盘茄科苗为对象,以提高嫁接生产效率和嫁接成功率为目标,研究在一个嫁接工作循环中可同时完成穴盘一排苗(五株)的嫁接作业的全自动嫁接机。主要研究内容和研究结果如下:1.分析研究了适用于茄科作物的嫁接方式,确定贴接法为茄科整排全自动嫁接机的嫁接方法。测定了嫁接适宜期砧木和接穗的几何特征参数和力学特性参数,为嫁接机的研究与设计提供了依据。2.对嫁接机的总体设计方案进行了研究,确定了嫁接机的总体设计要求和技术指标,分析了主要需要解决的问题。对嫁接机的总体结构和布局进行了研究和设计,确定了嫁接机的作业流程。3.设计了穴盘输送机构,实现了砧木和接穗的整排上苗以及嫁接苗的整排回栽。同时,设计了一种砧木和接穗的拢苗机构,提高了砧木和接穗整排苗的一致性,为下一步砧木和接穗的夹持定位提供了保障。4.分析了苗的夹持定位原理,设计了新型的砧木和接穗夹持机构,实现了整排苗的同步夹持和定位。对夹持机构的主要参数进行了设计,确定了砧木夹持爪开口大小为2.55mm,接穗夹持爪开口大小为2.45mm时,砧木和接穗无损伤。在夹持机构中设计了贴合气缸,解决了切苗后子叶与根部的分离以及接穗子叶与砧木根部的贴合问题。采用伺服电机和滚珠丝杠的方案驱动夹持机构,保证了夹持机构的移动速度和±0.2mm的定位精度。5.研究和设计了可以实现砧木和接穗整排苗同步切削的机构。切削采用厚度为0.4mm,切削刃长度为20mm的23#刻刀刀片,根据刀片的结构专门设计了刀片座和刀片固定元件,该切削机构具有结构简单,刀片安装和拆卸方便的特点。针对苗切削过程中容易弯曲影响切削精度的问题,在夹持机构中增设了挡苗板。6.研究和设计了嫁接夹自动输送机构。该机构可完成嫁接夹的自动定向排序和供夹,可同时夹持5个嫁接夹并自动控制夹口的开度大小,从而实现五株嫁接苗的同步夹持和固定。7.选用欧姆龙CP1H PLC作为主控制器,搭建了嫁接机的自动控制系统,应用模块化编程技术,设计了嫁接机控制程序,实现了嫁接过程的自动化。8.进行了嫁接机整体作业流程试验,对接穗和砧木的夹持、切苗、贴合以及嫁接苗切口固定等状况进行了测定,测得嫁接机的生产率为1003株/h,嫁接成功率为78%左右。