设施园艺技术是进行植物高效生产的一种现代农业生产方式,工厂化种植则是设施园艺的高级形式。伴随着工厂化育苗技术的发展,自动嫁接机、育苗箱、自动播种系统、环境控制系统等自动化机械在工厂化种植中得到广泛运用。但是在这些农业机械之间,幼苗盘的搬运工作主要依靠手工完成,机械化程度不高,效率低且成本高。实现幼苗盘的自动搬运成为急需解决的问题,而幼苗盘自动取放装置是自动搬运的关键技术。本文设计了一种幼苗盘自动立体取放装置。确立总体研究方案,设计零部件结构,采用Pro/E软件对其三维建模、虚拟装配和运动仿真分析,完成其运动控制系统,试制装置样机,并进行试验研究。主要研究内容及结论如下:(1)通过调研和查阅参考文献,根据设计要求,确立幼苗盘自动立体取放装置的总体方案。经过多方案比较,考虑育苗箱中摆放幼苗盘层数的增多,装置方案由三部分组成:取放装置、升降装置和摆放机构。取放装置采用双链传动驱动抓取手指装卸载幼苗盘,升降装置采用链传动把取放装置准确运送到各层。(2)根据确定的总体方案,设计取放装置和升降装置关键零部件参数。运用三维建模软件Pro/E,对幼苗盘自动立体取放装置零部件进行三维建模,并完成了整机的虚拟装配和运动仿真分析,验证装置结构设计合理。(3)设计了装置的控制系统。依据功能要求和自动装卸幼苗盘装置总体方案,设计了装置控制系统的系统结构,选用单片机作为控制单元,完成控制系统步进电机及驱动器、传感器的选型和连接。采用模块化编程,绘制各模块流程图,采用C语言编写控制系统程序,进行现场调试。(4)完成装置组装和试验。对方案中标准件进行选购、非标准件加工制作,完成幼苗盘自动立体取放装置的组装,装置总体尺寸为1597mm×1330mm×472mm,摆放机构每层支架之间距离为300mm。并进行取放机构取放幼苗盘试验、装置取放幼苗盘试验。取放幼苗盘时,装置与幼苗盘之间最佳水平距离为25mm,取放装置完成一次装卸过程的时间为38s,装置一次装满3层幼苗盘需要的时间为207s。