随着人们生活水平和品味的不断提高，对蔬菜水果品质的要求也日益增高。蔬菜嫁接技术是克服作物连作障碍，提高抗病性的有效方法,而自动蔬菜嫁接机器人则是替代人工嫁接的有效途径。以西瓜为例，2010年全国产量近6600万吨，自动化嫁接以3倍于人工的速度计算即可为西瓜嫁接环节省去60%以上的劳动力。本文针对国内外研究现状及市场需求，提出嫁接机器人的功能要求，分析行为动作,围绕定位、夹持、搬运、切削、输送、振动排序和顶夹七大行为设计蔬菜嫁接机器人并进行样机试验研究。主要工作可概括如下：对现有嫁接方法进行比较选取适合机械化操作的贴接作为嫁接方法。测量了500株砧木（葫芦）和接穗（西瓜）的植株高度，苗茎直径，子叶展开角度；测试了砧木和接穗的力学性能，为之后的机械结构设计提供理论依据。围绕定位、夹持、搬运、切削、输送、振动排序和顶出七大行为进行样机机械结构设计。振动排序机构设计过程中，对夹子在振动工作面的滑移进行理论推导，选取振动角为25°；利用ANSYS软件对振动送夹装置进行模态分析与谐响应分析。送夹速度测试实验验证了分析的正确性。夹持器的设计以前述嫁接苗特性为依据进行简单力学分析，计算出适合夹持的弹簧刚度系数。采用三菱FX1N-40MT控制整机，系统设计采用GX-Developer软件及SFC语言编程，完成初始化、单步、回原点和自动四段程序。对贴接法自动蔬菜嫁接机器人进行了相关试验研究，包括局部性能试验和连续嫁接实验。局部性能试验保证各功能分块能够可靠运行以及完成整机的调试。连续嫁接实验借助SPSS软件，分析了样机成功率与嫁接苗各几何因素之间的关系。实验表明，嫁接机器人的嫁接速度为12株/min，平均成功率为92％，即该系统嫁接能力可以达到720株/时。实验同时给出了一组最适宜嫁接的嫁接苗参数：砧木直径为2.5-4.0mm，接穗直径为1.5-3.0mm；砧木和接穗的苗茎挺直；砧木子叶展开角度接近180°。