近年来,随着城镇化进程加快,农村劳动力向城市迁移,蔬菜产业用工难的问题日益严重。为缓解蔬菜产业劳动力紧缺问题,各种形式的蔬菜移栽机应运而生,目前我国市场上的蔬菜移栽机多属于半自动移栽机,仍需要多人辅助才可完成移栽作业,其作业效率受到人工作效率的限制,整机的移栽效率并不高,劳动强度却依然很大。全自动移栽机则采用机械全自动取投苗,效率高,劳动强度低。随着农业机械化进程的推进,蔬菜产业对全自动蔬菜移栽机的需求更加迫切。自动取投苗装置作为全自动移栽机的关键装置则受到了国内外学者广泛关注,提出一种结构简单、效率较高的取投苗装置,有利于蔬菜移栽全自动化的发展。本文参考国内外取投苗装置,通过分析其特点,提出了一种新型蔬菜穴盘苗取投苗装置,申请了相应国家专利,并对此展开研究,具体研究内容如下:1)根据国内外穴盘苗取投苗装置研究现状,结合现有取投苗装置,针对16×8型规格穴盘苗设计了一种蔬菜穴盘苗取投苗装置,该装置包括取苗机构、移盘机构以及送苗机构三部分;阐述了取投苗装置工作原理,设计了各机构配合方式,并对取苗机构进行了运动学建模;2)以取苗机构运动学模型为理论基础,设计开发了取苗机构辅助优化软件;分析了不同结构参数对苗夹尖点取苗轨迹及其运动特性的影响,得到了各结构参数优化方向;以穴盘苗取投苗轨迹要求为目标,采用人机交互的优化方法,通过该软件确定了一组较优参数:γ=40°,l1=94mm,l2=278mm,l4=45mm,r=130mm,xd=-326mm;3)根据取苗机构较优结构参数对穴盘苗取投苗装置取苗机构、移盘机构、送苗机构分别进行了设计,并在PTC Creo中完成了三维建模与虚拟装配;同时对取苗机构进行了运动学仿真,仿真结果显示苗夹尖点仿真轨迹与理论轨迹基本一致,验证了理论设计的正确性;4)针对该装置开发了配套控制系统,完成了硬件设计、运动控制算法设计以及软件设计。在硬件方面,选用PLC作为核心控制器,同时完成了步进电机、传感器等硬件的选型,并进行了接线原理图设计;在运动控制方面,针对移盘机构步进电机,设计了一种双闭环增量式PID控制算法,并在MATLAB/Simulink中完成了仿真,仿真结果表明该算法能够满足穴盘定位要求。同时针对取苗机构直流电机,设计了一种梯形曲线加减速的控制算法,并在PTC Creo中完成了机构测试,测试结果显示该算法能够减轻启停冲击;而在软件方面,通过GX Works2完成了取投苗装置控制程序的编写。5)完成了样机试制,搭建了试验台架,分别进行了轨迹验证试验和取投苗性能试验,验证了蔬菜穴盘苗取投苗装置理论设计的正确性与可行性;多组取投苗试验结果显示,该装置取苗成功率最高可达92.44%,平均取苗成功率大于89%,投苗成功率最高可达98%,平均投苗成功率大于90%,伤苗率最低为1.4%,平均伤苗率低于3%,表明了该装置能够较好的完成取投苗作业,且取投苗频率可达80株/min。