基质栽培是无土栽培最主要的栽培方式之一,是近几十年来发展起来的一种作物栽培的新技术。虽然基质栽培模式在我国的应用逐渐广泛,但基质栽培袋的机械化生产发展缓慢,当前我国个体用户的栽培袋大部分是手工生产,造价昂贵的流水线式生产模式并不适合我国个体用户及小型企业的生产情况。针对市场上缺乏小型、实用、价格低廉、自动化的基质袋生产设备,本课题通过对基质包装进行了解,设计了三边封基质自动包装机。通过对大量相关文献进行研究,了解当前市场包装机的现状,提出包装机的功能及性能要求。通过对三边封粉末、颗粒物包装技术的工艺流程进行适应性移植,在基质包装领域使用模具包装成型,先装填再制袋,制袋、封口和切断同一工序完成的方法。包装机主要由搅拌装置、定料装置、压缩装置、热封装置、传动系统和控制系统组成,对各个装置进行设计选择,并对主要工作部件进行细节参数设计及仿真分析。根据包装机的整体设计方案,设计了以PLC为主控核心的控制系统,应用了接近开关、温度传感器和压力传感器等多种传感器。最后根据设计方案绘制三维模型及二维图纸,对样机进行试制,通过在样机上搭建控制系统,调试控制系统及样机,使其能够完成基质袋的生产要求,对其功能性进行试验验证。主要研究内容和结论如下:（1）包装机整体方案确定了解当前基质袋培的应用情况,基质袋生产机械及其所应用的技术,确定包装机的功能及性能要求,参考三边封粉末、颗粒物包装技术的工艺流程,对该工艺流程进行改进,使其适用于基质自动包装机,最终确定了包装机的工艺流程。对包装机的主要工作装置提出多种设计方案,通过对比不同的方案设计,对定料装置、压缩装置、热封装置等多个装置的方案进行选择,设计传动系统为不同的装置匹配相应的动力需求,设计机架合理安装布置各装置的工作位置,最终确定包装机整体方案。（2）包装机主要工作装置及其零部件的设计对包装机主要工作装置及其零部件进行设计,主要包括定料装置的定料盒和热封模具底板、压缩装置、热封装置的翻转杆件以及热封模具升降架的设计。在设计中使用多种仿真分析软件进行数据分析,为设计提供数据依据以及对合理性和可靠性进行仿真验证。运用EDEM软件对基质物料进行实体建模,对定料装置运动过程中基质物料对定料装置的影响进行仿真分析,结合理论计算确定定料装置运动过程中的动力需求;对压缩装置的运动过程进行仿真分析,分析压力的变化与基质物料的压缩程度之间的关系,对压缩装置的设计提供数据支撑。运用ANSYS软件对热封模具底板进行静力学分析,对机架的设计能否满足使用要求进行仿真验证。（3）控制系统的设计根据包装机功能及性能的要求,结合包装机整体机械方案,进行控制总体方案设计。主要包括硬件设计和软件设计两部分的内容。硬件设计主要包括控制核心PLC的以及传感器的选型,对PLC的I/O接口进行分配,设计安全电路,对硬件电路实际搭建。软件部分的设计主要包括PLC开发环境的介绍以及PLC控制程序的设计。对XD系列PLC的应用编程软件XDPPro进行了介绍,对本控制系统PC与PLC的通讯方式进行选择,在PLC程序设计方面,采用模拟量控制方案控制热封包装的温度和压缩装置的压力,根据包装过程的工艺流程和硬件的工作原理,用梯形图语言完成程序的设计。（4）样机试制与试验完成三边封基质自动包装机的样机试制与调试,并对整机的作业功能及性能进行验证试验。根据整体设计绘制三维与二维图纸,根据图纸对样机进行试制,将控制系统搭建在样机上并进行调试,保证样机能够正常实现包装功能。设计样机功能与性能试验,选择试验材料,主要包括育苗基质、包装薄膜和热封丝,对薄膜的脉冲熔切热封参数进行实验确认,在样机上进行试验。经过试验,三边封基质自动包装机包装速可达到45 bags/h,平均每袋包装时间80 s,对基质袋进行搬运及摔落,其包装质量完全满足实际生产需求。