苹果嫁接是育苗、建园、更新品种等农业生产活动中不可缺少的技术措施,具有时令性强、劳动强度大等特点。到目前为止,苹果嫁接作业仍然采用传统的手工方式。为适应现代化农业发展的需要,解决手工嫁接生产效率低、劳动强度大、嫁接苗成活率低等问题,急需开发研制出一套集机械、自动化于一体的高效嫁接装备。本文以苹果嫁接的缠膜工艺展开研究,设计了一套用于室内苹果嫁接的自动缠膜装置。本文的主要研究内容如下:(1)以苹果嫁接的缠膜装置为研究对象,通过查阅相关资料及实地调研,对苹果嫁接的生物特性和缠膜的农艺要求进行了研究。以此,确定了采用适合机械化嫁接同时成活率相对较高的嫁接方式——劈接法,明确了嫁接缠膜装置的总体设计要求。(2)对嫁接缠膜装置的嫁接苗夹持部分、滑台模组部分、嫁接膜卷的驱动部分、嫁接膜张力控制部分、断膜部分和控制系统等关键部件进行了研究。在此基础上,完成了苹果嫁接缠膜装置的机械结构进行设计,综合应用机械和电气控制技术,研制出一套基于机电一体化技术的嫁接缠膜装置。(3)结合缠绕角对嫁接膜的末端空间轨迹曲线进行仿真分析,初步确定了缠膜的运动轨迹,为后续的样机试验提供了理论参考。选取STM32F4系列单片机为主控制器,基于缠绕成型的分析和嫁接缠膜装置的机械结构,搭建了嫁接缠膜装置的控制系统。(4)基于缠膜轨迹的仿真分析,对平移距离、缠绕角、缠膜张紧力三个关键因素进行单因素试验,得到了对嫁接口的缠膜成功率、穗木横切面的缠绕成功率和穗木的芽单层缠膜成功率的影响规律。并利用Design-Expert 8.06软件进行三因素三水平的正交试验,建立了回归模型,通过响应面分析得出了嫁接缠膜装置可调参数的最优工作组合。以砧木直径分别为6mm、8mm、10mm、12mm的嫁接苗为试验目标物,对加工装配完成的嫁接缠膜装置的工作性能进行试验验证。