新疆作为我国重要的农业生产地,辣椒、番茄的栽植面积不断扩大,采用机械栽植将成为一种必然趋势,目前存在的吊篮式半自动移栽机效率低、劳动成本高。目前国内所研究的移栽机都处于试验阶段,并且内地与新疆的栽植环境差别很大,因此,基于新疆大田的工作环境,同时考虑到尽可能的减少劳动力,需要研制出一种适应新疆多变环境的移栽机。本文设计了一种移栽机整排取苗装置,并对其进行了仿真、控制和试验研究:(1)为了减小全自动移栽机取苗过程中穴盘苗基质的损伤,提高移栽机栽植效率,通过对钵体进行压缩试验研究钵体力学特性;以新疆加工番茄穴盘苗为试验对象,以夹持角度、钵体含水率和基质配比为影响因子,以钵体抗压强度和破碎压缩量为性能指标,利用Design-Expert 8.0.6软件,对性能指标和各影响因子进行二次正交旋转组合试验,建立影响因子与性能指标的回归模型,分析各因子对性能指标的影响,得出最优的影响因子组合。结果表明:当单夹片夹持角度为7°、钵体含水率为65%和基质配比(蛭石、草炭、珍珠岩)为2:2:1时,钵体损伤小,有利于移栽机对穴盘苗的夹取。(2)基于番茄钵体力学特性试验,设计了一种移栽机整排取苗装置,并进行了工作方式的分析,同时对移栽机整排取苗装置进行了三维建模,并对移栽机整排取苗装置的各部件进行了说明,同时对于移栽机整排取苗装置的对穴盘苗的夹取进行了分析。对于采用夹取的方式对穴盘苗进行夹取,可以进一步的减小穴盘苗的损伤,从而提高成活率。(3)在ADAMS中对移栽机整排取苗装置进行了虚拟样机的建立,并进行了运动学分析。针对移栽机整排取苗装置的重要机构取苗末端执行器,设计了一种模糊PID自适应控制器,并搭建了虚拟样机与MATLAB/Simulink联合仿真控制模型,并通过联合仿真对经典PID控制、模糊PID控制进行了对比,设计了模糊PID自适应控制器,通过联合仿真表明:与经典PID相比较,模糊PID控制方法的超调量降低13.9%,响应时间也有所降低。(4)在控制系统设计部分,对移栽机整排取苗装置的控制需求进行了分析,选用三菱PLC作为控制器,同时需要对步进电机、继电器和传感器进行选型,对PLC端口进行了分配,并进行了控制线路连接;而软件方面,基于GX Works2易于操作的特性,对移栽机整排取苗装置的控制程序进行汇编。(5)基于二维图纸对移栽机整排取苗装置进行了试验平台的搭建,同时进行了试验研究,以不同的夹持角度、不同的钵体含水率和不同的基质配比作为影响因素,通过多组试验表明:当夹持角度为7°、钵体含水率为65%和基质配比(蛭石、草炭、珍珠岩)为2:2:1时,取苗成功率最大为96.88%,同时,伤苗率和取苗失败率最低分别为1.56%和1.56%,该装置可以稳定的完成取苗工作。