与固体肥料相比,施用液态肥能够提高化肥的利用率,同时兼顾良好的经济效益和生态效益。化肥深施能够将肥料集中施于土壤耕作层作物根系附近,可促使根系向下生长,增强作物吸收养分、水分的能力,显著提高作物产量,减少因肥料施在地表易挥发引起的损失。虽然液态肥和深施技术具有诸多优点,但液态施肥机特别是深施型液态施肥机具的研究应用还没有得到大范围的推广,深施型液肥施用技术还不成熟,因此,需要研究相关技术和设计能满足工作要求的机型对现代农业的可持续发展具有重大的现实意义。本研究查阅了大量相关文献资料,了解了国内外液态施肥机的应用现状和发展趋势。针对现阶段1YJ-140深施型液态施肥机全椭圆齿轮行星系扎穴机构存在的入出土垂直度差导致喷肥针孔的堵塞严重、喷肥针扎穴穴口较大导致液肥挥发严重造成肥料浪费和环境污染等问题,提出了一种基于MATLAB GUI开发平台的非圆齿轮行星系扎穴机构的反求设计与运动学仿真分析方法。具体研究内容如下：(1)提出非圆齿轮行星系扎穴机构,在已知的理想喷肥针尖静轨迹曲线上选取少量型值点,通过三次非均匀B样条曲线拟合和插值技术控制拟合出整条静轨迹曲线,在此基础上,建立非圆齿轮行星系扎穴机构的逆运动模型,反求机构其他参数。(2)基于MATLAB GUI软件开发平台,开发了非圆齿轮行星系扎穴机构反求设计与运动学仿真软件,在保证非圆齿轮的凸形要求,以及最大压力角等要求的前提下,以得到满足施肥农艺要求的喷肥针入出土垂直度,以及穴口大小,微调静轨迹曲线上型值点,得到了一组最佳的机构参数。(3)通过软件的数据导出功能得到了七个非圆齿轮节曲线的坐标点文件,运用非圆齿轮齿廓生成软件加工出非圆齿轮齿廓,通过去除噪点平滑处理后得到最佳齿廓,最后通过pro/E三维建模软件得到了七个非圆齿轮的三维实体模型。(4)根据非圆齿轮行星系扎穴机构的优选参数,进行整体结构设计,运用pro/E软件对扎穴机构进行三维建模,通过ADAMS软件进行机构运动学仿真,检验机构是否干涉,通过仿真结果中运动学曲线与理论运动学曲线进行比较,初步验证非圆齿轮行星系扎穴机构反求设计的运动模型建立与理论分析的正确性。(5)研制了非圆齿轮行星系扎穴机构试验台,模仿田间标准垄进行扎穴试验。通过高速摄像试验,观察喷肥针入出土垂直度,并通过图像处理软件得到了喷肥针尖点的轨迹曲线,发现喷肥针入出土垂直度高,喷肥针尖点的轨迹曲线与软件模拟结果基本一致,并且通过反复扎穴试验,测得了穴口直径大小和穴距大小,基本满足理论设计的要求,从而进一步验证了非圆齿轮行星系扎穴机构的理论设计准确性以及应用于实际液肥深施作业的可行性。