钵苗在不同密度穴盘中的移植是温室育苗产业中的一个关键的环节,移栽效率是限制规模化育苗的问题之一。现存在的温室移栽机刚度低、精度差、自动化程度低、不能柔性化栽植,无法满足现在的生产需求。基于目前的研究现状,研制出了一款新型的空间三自由度并联移栽机器人,以提高移栽效率与工作精度为主要目的。针对该三自由度并联移栽机器人本文进行了轨迹规划、运动学、动力学以及控制系统的研究。主要内容如下:(1)对课题组前期研制的移栽机器人进行结构优化和对幼苗的物理特性进行相关参数分析。对优化后的并联移栽机器人进行自由度、耦合度分析并借助ADAMS软件对动平台的加速度进行仿真对比分析,验证结构优化的合理性。苗物理特性研究包括苗的高度、叶展宽度、质量等,为移栽轨迹规划提供参数支持。(2)根据改进的并联机器人工作特点,对移栽轨迹进行规划并对运动学以及动力学仿真分析。借助数学分析软件MATLAB对运动控制函数进行分析,选取3-4-5次多项式函数作为动平台的运动规律控制函数。通过Creo三维建模软件建立虚拟样机模型,借助ADAMS仿真分析软件对虚拟样机进行仿真分析,包括平台的速度、加速度等相关运动学仿真分析,验证轨迹规划与动平台运动规律控制函数的正确性。(3)借助拉格朗日动力学建模方法建立机构的动力学模型,对机构进行刚柔耦合动力学分析。在ADAMS软件柔性化模块中将易变形杆件离散化,通过在动平台施加不同负载,分析因杆件弹性变形引起的动平台位移、速度、加速度的变化趋势。对比仿真分析圆弧过渡与直角过渡两种不同的移栽轨迹对驱动关节转矩、功率以及角速度的影响,为控制部分电机选型提供依据。基于带有运动控制的PLC对控制系统进行设计和硬件选型。然后按照按列移栽策略对单个移栽流程进行程序设计和穴盘孔坐标赋值。(4)基于前面的轨迹规划以及仿真分析,并联移栽机器人进行试验研究,结果表明,动平台负载在低于1000g时误差较小,最大加速度为30m/s~2时,移栽效率为1865株/小时,此时移栽成功率在95.3%左右。通过试验可知,系统的刚度是影响移栽成功率的关键因素。