我国蔬菜移栽作业以半自动小型移栽机为主,该机型移栽效率较低、栽植质量不高、整机可靠性方面也有所欠缺。国内针对蔬菜移栽机的研究主要集中在取苗机构、栽植器等其他方面,对于移栽机底盘车架的研究相对较少,而车架结构却是制约乘坐式全自动移栽机研究开发的关键环节。车架作为主要承载件,不仅被用于各个总成部件的布置和安装,还要承受外部的各种动静载荷。因此车架结构直接决定着整机的栽植性能,车架结构需具有合理的强度、刚度以及动态特性。本文依据全自动蔬菜移栽机作业所需的功能动作,合理设计出上车架结构,并对其虚拟样机模型进行有限元分析和轻量化设计,通过试验验证车架数值模型的准确性,为后续进一步研究移栽机的车架性能提供参照与借鉴。本文的主要研究内容及结论如下:(1)根据蔬菜移栽的作业参数、农艺要求及各个功能部件的工作特性,合理规划出整机的移栽动作及相关要求,再结合各部件的配合位置设计出整个上车架的结构。对上车架结构进行有限元建模,采用多种方法对车架模型进行合理简化,同时对有限元网格质量进行控制及评定;对上车架进行外部载荷的施加,获得较好的上车架有限元模型。(2)在满载弯曲和极限扭转两种工况下,对移栽机上车架结构整体进行静力学分析及自由模态分析,获得上车架相应的静态、动态特性参数,并对分析结果进行评价。(3)根据有限元分析结果找出上车架结构中应力较大的几处区域;在满载弯曲和极限扭转两种工况下,对上车架中这些关键区域进行应力测试,将有限元分析结果与实验测试结果进行比较和分析说明,保证上车架有限元模型建立的准确性和合理性。(4)对车架后部的提升支架进行静力学有限元分析,说明轻量化的可行性。对提升支架结构进行参数化建模,通过提升支架结构参数的敏感度分析,挑选出敏感度较高的若干参数作为优化设计变量,随后基于DOE试验设计方法,采用响应面优化法对提升支架的结构参数进行优化。轻量化后,支架质量降幅达37.38%,最大等效应力降幅达42.2%,改善了应力分布,实现了轻量化设计目标。