油菜是我国最主要的油料作物之一,长江流域是世界上最大的冬油菜区,种植面积约占全国的85%,稻油轮作是该区域最主要的种植制度,由于晚稻收获迟,直接播种导致油菜生育期不足,需要育苗移栽。国内现有的油菜移栽机作业效率低,且无法适应水稻茬黏重土壤条件。为了改善油菜移栽现状,通过吸收借鉴水稻插秧机切块取苗栽插原理,设计了油菜毯状苗移栽机,移栽效率能够达到400株/(行·分),是现有的链夹式移栽机的10倍以上,但黏重土壤条件下立苗率有待进一步提高。油菜根颈细而长,在高速作业的情况下,容易倒伏,造成立苗率低、埋苗率高的问题,严重影响移栽质量,需要从立苗机理上开展研究,加以解决。针对上述问题,本文从油菜毯状苗本身的形态特征和力学特性入手,构建了栽植过程中油菜毯状苗动力学模型,探究了苗块的运动姿态、影响立苗的因素及其作用机理,并提出优化方案。本文所做主要工作及取得主要结论如下:1)试验测定了适栽期内不同苗龄的油菜毯状苗的形态特征,利用正态分布检验和线性拟合方法对苗高、苗幅宽、颈部直径、裸苗质量和基质密度等形态特征参数的分布集中程度和生长变化规律进行了研究;试验探究了秧针夹持基质时的法向粘附力、切向粘附力和摩擦系数与基质含水率之间的拟合关系。2)针对油菜毯状苗移栽机建立了椭圆齿轮行星系栽植机构的运动学模型,得到了油菜毯状苗移栽过程中秧针尖点的运动轨迹、速度和加速度方程,为探究秧针夹持油菜毯状苗块运动时苗块的运移轨迹、运动姿态以及推苗时苗块所处的运动状态提供了理论基础。3)开展了油菜毯状苗移栽立苗机理的研究,并依据研究结果提出了作业参数改进措施。结合高速摄影观察油菜毯状苗移栽试验探究了移栽后苗块立苗或倒伏的原因,将栽植过程分成了两个阶段:秧针夹持毯状苗块运移阶段和推苗入土阶段,首先开展了运移阶段秧针无法夹持苗块导致其掉落入土后出现倒伏的问题探究,结合秧针尖运动轨迹和加速度方程,建立了运移阶段油菜毯状苗块的脱苗条件方程,阐明了秧针夹持苗块的作用机理,得到了影响苗块脱苗的主要因素以及各因素的脱苗临界值,通过高速摄影试验证明了理论分析模型的准确性。其次开展了推苗入土阶段苗块落地姿态不稳定导致其倒伏的问题探究,建立了推苗入土阶段苗块的动力学方程,分析了不同作业参数下苗块入土姿态的变化规律。理论分析结果表明:导致油菜毯状苗移栽机立苗率低的主要原因有两个:运移阶段秧针夹持毯状苗基质的作用力不够时,苗块在半空中掉落并在惯性作用力下向前翻转,导致落地后前倾倒伏。影响苗块掉落的主要因素为基质含水率、移箱机构纵向取苗量和栽植机构转速;通过推苗入土的毯状苗,在接触地面时苗身向前倾斜,重力作用会使苗块产生向前倾倒的运动趋势,但秧针推苗释放苗块时,苗块具有向后翻转的角速度,当其无法克服重力实现回正时,苗块向前倾倒。影响推苗入土阶段苗块运动姿态的主要因素为移栽机前进速度、栽植机构转速、移箱机构纵向取苗量。要想提高立苗质量,需要保证秧针能够稳定夹持苗块运移,运移时秧苗尽可能贴合秧针,其次可以降低移栽机前进速度,增加纵向取苗量,同时匹配栽植机构旋转速度。针对影响立苗质量的主要因素提出了利用响应面试验法优化油菜毯状苗移栽机作业参数的改进措施。4)采用Box-Benhnken中心组合试验方法对油菜毯状苗移栽作业参数进行了优化,建立了苗块直立角度与纵向取苗量、前进速度和株距之间的优化模型,得到了最优参数组合为:纵向取苗量为15mm,前进速度为0.8m/s,株距为16cm,此时移栽后苗块的直立角度为78.63°,与预测值的绝对误差为1.39。,优化作业参数后的立苗质量显著提高。5)为了获得稳定可靠的立苗率,在分析和优化主要参数的基础上,设计了辅助立苗机构。试验结果表明:辅助立苗机构能够调整油菜毯状苗的运动姿态,有效解决部分油菜毯状苗的秧苗过高、叶片质量过重、根颈过细,运移阶段秧苗颈部弯曲变形或出现顶部叶片带动整个苗块前倾,从而导致立苗质量差的问题。研究探明了油菜毯状苗移栽机立苗机理,明确了影响立苗的主要因素及优化参数,并针对生产实际中存在的非正常油菜苗的特殊条件设计了提高立苗率的辅助机构,为完善油菜毯状苗移栽理论做出一定贡献,为油菜毯状苗移栽机设计和性能提升提供理论与实践参考。