海带夹苗作业具有劳作周期短、劳动强度大、质量要求高等难点,成为水产养殖业发展急需解决的问题之一。受威海市寻山集团有限公司委托,设计一款高高效、可靠、结构合理的海带夹苗样机。对所作用的夹苗绳进行理论分析,建立成绳原理及力学理论模型并对其仿真。对受扭形成开口的绳索提供力学理论依据,为绳索大变形的力学性能研究奠定了基础。完成了海带夹苗样机的装配、调试和试生产。基于福建海带夹苗机进行改进研制第一代夹苗机,通过研制过程对出现问题的总结,对运动参数、功能需求及优缺点得到感性的认识。进而重新设计新一代单螺旋海带夹苗机。应用拓扑学理论和弹性力学的最小势能原理,阐述绳索的成绳机理。利用能量守恒原理,建立绳索的捻转数与缠绕数关系模型。利用Kirchhoff方程推导出夹苗绳索在平衡状态下的六个微分力学控制方程及轴向扭矩方程。针对绳索形成间隙的问题,进行以绳索开口扭矩为主要研究对象的力学模型仿真。完成了单螺旋海带夹苗机零件的加工、采购、装配和调试,通过基于绳索形成开口的夹苗机关键技术研究,解决了影响夹苗成功率的主要问题。采用仿真参数进行了海带夹苗实验,实验结果表明该海带夹苗机在海带苗与夹苗绳索有较高质量的前提下,夹苗成功率达到97%以上,该样机的研制成功为海带夹苗机的产业化生产奠定了坚实的基础,对相关柔性体力学性能研究具有一定指导意义。