中国是当今世界水产养殖产量最大的国家,纺锤形鱼类是我国主要淡水养殖鱼类,因其体形酷似纺锤而得名。随着养殖规模的不断扩大,纺锤形鱼类的病害问题日益突出。机器注射疫苗作为预防鱼类疾病的重要手段,具有作业速度快、劳动强度低等优点。但由于缺乏合适的自动分级系统,国内现有的疫苗注射机器难以满足高质量、高效率的疫苗注射要求,国外的设备价格昂贵,且不适用于国内鱼种,亟需研发适用于国内纺锤形鱼类疫苗注射机的自动分级系统。本文以草鱼（Ctenopharyngodon idellus）为研究对象,分析了草鱼的摩擦特性,基于鱼苗振动过程中的动力学和运动学分析,设计了鱼苗离散和头尾定向机构并进行实验验证;研究草鱼形体尺寸与草鱼重量、疫苗注射位置之间的关系,利用机器视觉技术获得了草鱼的形体尺寸、草鱼重量和注射位置;设计了纺锤形鱼疫苗注射机自动分级系统,最后对整机进行了试验。主要研究内容与结论如下:1)基于电磁振动技术,设计鱼苗离散和头尾定向机构。通过动力学、运动学分析,确定了鱼苗在头尾定向过程中所需的最佳组合运动状态为前向正滑、后向反滑状态;通过理论分析和模拟计算,设计了多参数可调的鱼苗离散和头尾定向机构试验装置,通过正交试验,得出当板弹簧安装倾角β=15°、料槽平面倾角θz为-4°、θx=-1°、振幅为0.7mm、料槽平面选择表面带凸起的硅胶薄膜时,机器的最大头尾定向速率为0.87尾/s。2)建立了草鱼形体尺寸和草鱼重量、注射位置的回归模型,结合机器视觉预测得到了草鱼的形体尺寸、重量和注射位置。分析了草鱼的总长TL、鱼眼中心至鱼尾中心距离EFL、体宽BW和草鱼重量W、注射位置IP之间的关系,对比分析了多种线性和非线性模型预测模型,选出了最佳模型;设计了基于深度学习的草鱼形体尺寸、重量和注射位置预测算法,预测得到的草鱼总长TL的平均相对误差为1.02%,最大绝对误差为4.06mm;鱼眼中心至鱼尾中心距离EFL的平均相对误差为1.06%,最大绝对误差为2.69mm;体宽BW的平均相对误差为2.06%,最大绝对误差为1.38mm;重量W的平均相对误差为3.66%,最大绝对误差为1.67g;注射位置IP的平均相对误差为0.75%,最大绝对误差为1.69mm。3)设计了纺锤形鱼疫苗注射机自动分级系统,进行了实验室试验。设计了系统的主要结构,包括鱼苗单列化装置、图像获取装置和分拨装置,实现鱼苗的单列化输送、图像获取与分析和鱼苗的精确分级;确定了控制系统的整体框架,对控制硬件进行了选型;设计了基于Python多进程的上位机软件和基于Py QT的人机交互界面,实现了对执行单元的控制和机器工作状态的实时反馈;通过实验室试验表明,该系统的分级成功率在95%以上,分级效率为1636尾/h。