目前,我国在硬枝嫁接方面以工人手工嫁接为主,工人劳动强度高,同时果农会花费高薪聘请嫁接技术熟练的工人来进行嫁接作业,因此急需嫁接装置来代替工人进行嫁接作业,提高嫁接效率,降低成本。这些年我国研制出的嫁接装置所用的嫁接方法多数来自于手工嫁接方法,这些嫁接方法存在砧木接口易开裂、砧、穗木对接精度高及接口结构复杂等缺陷,这些缺陷对嫁接成活率有一定影响,因此不适用于机械化嫁接。为了满足机械化硬枝嫁接的紧迫需求,本文首先提出四种机械化硬枝嫁接接口形式,然后通过对比分析选取较好的一种接口形式;以所选用的接口形式为基础,设计了一种机械化硬枝嫁接装置,该装置可适用于苹果、梨及樱桃等蔷薇科果树嫁接。本文以苹果苗为例对装置进行设计,其主要研究内容如下:(1)通过查阅国内外嫁接装置相关资料以及对果树嫁接地的调查,提出四种适用于机械化硬枝嫁接的接口形式,并运用ABAQUS有限元软件对其进行应力分析、接口抗裂能力分析、砧、穗木接口间夹持力分析,选取一种较好的接口形式。对所选用的接口形式进行接口间夹持力分析、应力分析,确定出较好的对接方式。通过阐述嫁接成活理论,确定在所选用接口形式中砧、穗木嫁接成活所需的条件。(2)对嫁接装置进行结构设计,其中包括多工位机构、破砧机构、削穗机构及送进机构;通过三菱PLC控制硬枝嫁接装置进行嫁接作业。该嫁接装置进行嫁接作业时的主要流程为:首先进行手工上苗,然后步进分度盘带动圆盘上的砧木进行45°旋转后停止,利用破砧气缸推动T型铣刀对砧木进行破砧、削穗气缸推动V型铣刀对穗木进行削穗,最后圆盘再旋转45°后停止,利用送进气缸将已削穗的穗木送进砧木接口中完成嫁接。(3)研制出硬枝嫁接样机,并采用直径在5mm～12mm的苹果苗进行样机试验,以砧、穗木嫁接口的间隙不大于0.3mm为合格标准,测试该装置的嫁接成功率,试验表明该样机可以完成该范围内任意直径的苹果苗嫁接任务,并且嫁接成功率可达到90%。