目前国内工厂化育苗移栽机械的研究大多开展单个末端执行器移栽作业,作业形式单一,移栽效率不高;在实验过程中暴露出:移栽运动机构在移苗时,钵苗受到额外的运动冲击,导致基质破损,钵苗脱落的问题,直接影响了移栽成功率。针对以上问题,本文设计一种满足多个末端执行器联合作业的移栽运动机构,将从提高移栽运行平稳性和快速性出发,对运动机构设计、移栽性能以及机构动力学分析展开研究。主要研究内容包括以下几个方面:(1)设计一种满足多个末端执行器联合作业的移栽运动机构,控制末端执行器实现“上升、平移、下降”三段直线运行以及多个末端执行器分散运动。利用展合板上斜滑槽实现末端执行器分散,利用同步带传动机构驱动末端执行器横向送苗、竖直取苗,提出增加平衡气缸辅助竖直方向同步带的运动的方法。确定运动控制方法,采用PLC控制伺服电机系统驱动多个末端执行器移栽作业,对控制系统硬件进行合理选型和规划。(2)试制样机,进行定位精度试验、自动移栽以及振动试验的研究,对所设计的自动移栽系统进行取苗移栽检测,试验结果表明,移动128穴盘、4孔花盆对应间隔距离平均值分别为32.2911mm、206.3246mm,标准差分别为0.4405、0.1646,通过单样本t检验发现,在0.05显著性水平下,实测取苗移位间隔与设计的穴孔间隔无显著性差异。开展自动移栽性能、振动试验,当作业效率为360、720、900次/h时,移栽成功率可达94.2%、91.0%、86.7%,试验发现随着工作效率的提高,移栽成功率大大降低。通过对不同测点振动试验发现,随着作业效率的提高,动平台往复运动是引起系统振动主要原因,为开展动力学性能研究提供重要依据。(3)建立了移栽运动机构的动力学数学模型,对动平台在移动过程中振动情况进行分析,得到机构动力学特性,通过试验验证了动力学模型的正确性;利用已建正确动力学模型,探究不同载荷参数(40kg、80kg、120kg)、不同运动频率(1/16Hz、1/8Hz、1/4Hz)对移栽运动机构动力学特性的影响,分析不同工况下位移、速度、加速度变化情况。高速运行作业下移栽运动机构动力学性能,优先选取轻载工况,运动频率的提高会增强机构振动冲击现象。(4)采用改进动平台关键部件结构的方法优化机构动力学性能。对动平台关键部件结构进行拓扑优化设计,通过对结构改进前后的机构动力学特性仿真结果进行比较分析,优化后动平台质量减小了8.83kg,质量减少9%,其振动加速度明显降低20%,机构工作平稳性得到提高。