随着全球现代工业技术向农业的渗透,世界各国都对设施农业的研究产生浓厚的兴趣。培养槽在设施农业无土栽培中的运用也越来越广泛,但是培养槽的清洗还存在着诸多问题。人工清洗需要花费大量的时间、人力、能源,有时还无法清洗干净。针对这这些问题,本文提出将清洗机应用于培养槽领域,研发一款节能实用的培养槽清洗机。培养槽的清洗完全不同于碗筷,培养槽大致是长达2.4m的矩形槽,粘附着的水垢和苔藓无法通过简单的冲洗程序清洗干净,且要同时清洗内槽、外表面以及外底面等多个面,这些都增大了培养槽清洗机的设计难度。针对这些问题,本文对清洗机的整体结构、清洗系统、传动系统、进排水系统和控制系统等五大系统进行了全新的设计。对于整体结构,本文建立了Solidworks 2012与ANSYS 13.0的无缝接口,利用ANSYS 13.0 Workbench对清洗机架进行了静力学分析和模态分析。通过对清洗机架的静力学分析来改进清洗架,直至刚度满足要求。对清洗机架的模态分析并扩展其前面的6阶模态得出：由于同步带的冲击频率为61.67Hz,应将清洗机的工作频率设计在36.54Hz～50.66 Hz,或在113.91Hz～171.04Hz之间,才能使工作频率远离清洗机架的固有频率,避免清洗装置的共振。此外,整机内设有悬挂减震装置,降低了工作过程中产生的振动和噪音,且所选的材料经济实惠。清洗系统是清洗机的核心部分,刷子的设计尤为重要。本文针对培养槽的结构研发了一款全新的M型刷子,能够同时清洗培养槽的多个面,自动调节洗刷力度,且拆装方便。清洗架设有两排滚筒轨道,不仅便于培养槽的推进和取出,而且能起到擦洗培养槽下底面的作用。对于传动系统,文章选用了同步带直线导轨滑台,具有传动准确、平稳等优点,更重要的是它的成本低廉、结构简单、噪音小。同步带的动力源选用步进电机,实现了快速启动、制动及反转,符合清洗机往复洗刷的要求。对于进排水系统,本文设计了简易实用的废水循环系统。另外,对扇形喷嘴进行了仿真试验,通过改变出口处的直径、V形槽的夹角、压力等参数,研究了喷射角、射流冲击力对清洗效果的影响。最终得出,最佳的压力为9MPa,最佳靶距为260厘米等最佳参数,同时也找到了喷射角、射流冲击力与各个参数之间的规律。根据以上参数,对扇形喷嘴进行了改进,生产出符合本款清洗机要求的最佳喷嘴。在控制方面,以单片机为控制核心,以各个部件的作用时间为逻辑顺序,实现了清洗过程的智能化控制。