中国是世界上最大的蔬菜生产国家,蔬菜育苗移栽作为能提升蔬菜移栽自动化程度的有效方式在全国范围内被大力推广,但蔬菜移栽大部分是以人工移栽及半自动移栽的方式为主,国内大多是利用半自动移栽机依靠人工取苗投入栽植机构中进而完成栽植,因此喂苗速度较低成为了影响栽植机构效率的关键因素,所以研制高速自动移栽机势在必行。栽植机构是实现自动化移栽重要的部件,当前高速移栽的设计难点为自动取苗机构与栽植机构在工作过程中的配合不够准确,钵苗的快速向下与栽植器的较高水平速度产生矛盾。为提高蔬菜移栽机移栽效率,针对鸭嘴式栽植器接苗轨迹及位姿,提出了一种高速变姿态接苗鸭嘴式栽植机构,优化后形成“水滴形”相对轨迹使鸭嘴式栽植器在接苗时减小速度并改变姿态,鸭嘴口始终对准投苗方向,从而解决钵苗与鸭嘴速度上不匹配的问题,这一理论为蔬菜移栽机构提供了一种新的思路。本文研究的主要内容如下:(1)根据当前需求分析,在已有的研究基础上提出了一种高速变姿态接苗鸭嘴式栽植机构。将非圆齿轮与鸭嘴式栽植机构相结合,实现不等速传动以获得更优良的速度、加速度特性,缩短运苗时间,实现设计要求所需的轨迹及位姿,该机构结构简单,作业效果良好。(2)对栽植机构的工作原理进行论述、并确定机构设计方案、明确设计的要求及相关的约束条件,对机构的运动学模型进行构建,确定了需要优化的目标,为后续的优化提供充足的理论依据。(3)根据栽植机构运动学模型及优化目标,依托于Visual Basic 6.0软件,开发出变姿态接苗鸭嘴式栽植机构计算机辅助优化软件。通过优化得到一种满足农艺及设计要求的新型“水滴”形相对轨迹,并得到一组符合栽植要求的机构参数。(4)利用Auto CAD同时依据得出的优化参数对栽植机构整体的二维及涉及到的关键零部件进行设计,通过UG NX8.0进行三维建模以及模型干涉检查,利用ADAMS仿真软件,将构建的模型导入从而对栽植机构的相对运动及绝对运动进行运动学仿真。(5)通过对鸭嘴式栽植器在周期工作过程中所产生的摆角与栽植器接苗点、末端尖点形成的速度曲线进行分析、比较,进而验证了栽植机构在设计方面的合理性。(6)运用3D打印机加工制造部分零部件并进行装配,制造出物理样机,然后进行高速摄影台架试验,比较机构理论的轨迹、仿真的轨迹与实际工作中的轨迹,对理论模型的可行性进行验证。(7)选取羊角椒钵苗为试验作物,进行秧苗物理特性分析。通过接苗-栽植试验,得出的数据为栽植的合格率是99.8%,栽植深度的合格率是99.2%,对机构的实用性进行验证。