我国是红枣生产大国，但在红枣的采后分级处理领域落后的情况严重制约着红枣产业的发展。基于机器视觉的红枣自动分级设备可以综合检测红枣的大小、形状、着色率和缺陷等外观品质，具有自动、全面和无损检测等优点，在红枣产后标准化分级中有广泛的应用前景。针对我国分散化经营的红枣生产现状，本文在利用国内外研究成果的基础上，对小型化红枣自动分级设备进行研究。其中的主要研究内容包括：（1）提出了基于机器视觉技术的红枣自动分级设备的总体方案；进行了红枣自动分级设备的整体设计：包括生产率等参数的确定以及主要部件的功能实现方式，最终得到了设计方案图，并完成了上料装置的结构设计。（2）结合本课题的实际情况，给出了滚子式输送翻转装置的设计要求；分析了滚子式输送翻转装置各设计参数必须满足的限制条件，并对其进行了结构设计；在既定模型下进行了红枣输送翻转状态下的速度与受力分析，并研究红枣尺寸变化与翻转角度绝对误差之间的关系。（3）分别研究差相角和从动链轮张紧弹簧对输送系统速度波动性的影响。当差相角为-10.714°时其速度不均匀系数比单级输送链时减小74.42%；在加装从动链轮张紧弹簧的模型下，弹簧预紧力4800N及刚度系数20N/mm时速度不均匀系数较初始模型降低52.32%；通过比较可知引入差相角的模型对于降低输送系统速度波动性更有效，两种方法的组合应用机理需要进一步探究。（4）应用动力学仿真软件ADAMS建立了卸料装置的虚拟样机模型，分别通过托杆长度和虚拟传感器安装位置两组虚拟单因素试验，研究其对卸料过程的影响规律，进行了不同重量红枣的虚拟对比卸料试验和连续卸料虚拟试验；试验结果表明：该模型在卸料杠托行程放大倍数为4，虚拟光电传感器距离托架50.8mm时卸料效果最优的结论，且能够将8g~35g的红枣顺利卸料。所设计的卸料装置可应用于处理速度为5个/秒的红枣自动分级设备。