水稻钵苗移栽具有植苗伤苗少、返苗快、增产效果好等优点。目前国外水稻钵苗摆栽技术不适合中国国情,机构结构复杂、成本高;国内水稻抛秧技术无法控制秧苗直立度,而且移栽机构存在工作效率低、振动大等问题。因此,本文提出一种由1个不完全非圆齿轮、6个非圆齿轮和2个移栽臂组成的非圆齿轮行星轮系水稻钵苗移栽机构,重点对该机构的运动学分析、参数优化和相关试验进行了深入研究。本文主要研究内容和结果如下:(1)论述了国内外的水稻钵苗移栽机构的研究现状与发展趋势,分析不同移栽机构及现有的移栽机构优化设计方法的优缺点,提出新的水稻钵苗移栽机构的设计方法。(2)提出非圆齿轮行星轮系水稻钵苗移栽机构,建立其运动学模型,利用VB平台开发该移栽机构的正向设计优化软件,通过该软件“正向设计”获得保证移栽臂有较好移栽姿态和轨迹的一组机构参数。(3)分析局部静轨迹微调对移栽动轨迹的影响,提出基于局部轨迹微调的“反求设计”方法,利用Matlab平台开发该移栽机构的反求设计优化软件,确定行星轮系机构参数,并研究不规则非圆齿轮节曲线的表示方法。机构反求设计方法申请国家发明专利已获受理,水稻钵苗移栽机构轨迹局部微调反求计算辅助设计软件获得授权。(4)采用基于人机交互的“正向设计”与基于局部轨迹微调的“反求设计”相结合的参数优化方法优化得到既能保证移栽臂具有良好的移栽姿态和轨迹又能减少回程段移栽臂推倒秧苗的机构参数;利用Pro/E建立机构三维实体模型,导入ADAMS进行虚拟仿真试验,并通过比较机构仿真分析与理论计算的运动轨迹,验证了非圆齿轮行星轮系移栽机构设计的正确性。(5)研制移栽机构物理样机,在课题组自主研制的水稻钵苗移栽机构的试验台上进行物理样机的高速摄影运动学试验,测试得到机构移栽臂弹簧片尖点静轨迹,该结果与理论分析结果基本一致,验证了移栽机构设计正确性及应用于实际机器的可行性;开展移栽机构土槽试验,检验了机构的工作性能。