水稻是我国第一大粮食作物，全国近60%的人口以稻米为主食，在我国粮食生产中具有不可替代的作用，在粮食安全问题上也是举足轻重。我国水稻种植面积常年在3000万公顷左右，占全国谷物种植总面积的30％；稻谷总产量约20000万吨，占全国粮食总产量的40％。但由于工作环境恶劣，核心工作部件机理和结构复杂，所以机械化水平低。同时，袁隆平院士提出的超级稻已占我国水稻种植的50%左右，但其分秧和种植精度要求很高，机械化种植几乎空白。因此，水稻种植机械化已成为农业机械化“瓶颈”中的“瓶颈”。水稻钵苗移栽具有分秧精度高、不伤根等优点，被水稻专家誉为增产比率最高的种植农艺，但无序抛秧影响水稻的通风透光性和边际优势，容易引发病虫害，不宜推广；而钵苗移栽的关键技术又尚未得到很好地解决。分秧机构作为水稻钵苗移栽机的核心工作部件，如果能够发明一种结构简单、工作可靠、效率高的分秧机构，这将解决水稻钵苗移栽机研制和推广的难题，为水稻钵苗种植方式的推广奠定基础。本文成功的设计了一种具有自主知识产权的新型分秧机构——旋转“探出式”水稻钵苗分秧机构，本文的主要研究内容如下：1）在对现有分秧机构的工作机理和运动特性分析的基础上，针对水稻钵苗移栽采用塑料钵盘育秧的育秧方式，指出旋转式分秧机构的核心技术是怎样实现秧针进入钵盘取秧。作者打破传统的取秧方式，提出“探出式”取秧（专利申请号：201110264626.X），并首次将变性卵形齿轮行星轮系不等速传动应用到分秧机构的设计中；设计出旋转“探出式”水稻钵苗分秧机构（专利申请号：201110264575.0）。秧针尖点形成具有“针形”凸起的“桃形”轨迹，该轨迹满足水稻钵苗移栽的作业要求；为了保证取秧的可靠性，本方案采用夹持式取秧。该分秧机构继承了非圆齿轮啮合传动平稳、结构简单、重量轻、效率高、振动小、制造成本低等优点。2）通过建立旋转“探出式”分秧机构的运动学模型，并针对分秧机构多目标多参数的优化特点，基于VB可视化开发平台，自主开发了旋转“探出式”分秧机构的辅助分析与优化软件（登记号：2011SR074561）。借助专家经验，制定优化目标，并将其量化；将用户对轨迹是否合理的主观判断转化为客观的数值比较，降低判断的难度。3）在自主开发的优化软件的基础上，针对分秧机构参数优化的特点，提出人机交互的优化方法。采用单独分析和耦合分析两种方式，进行各参数对分秧机构优化目标影响的正交实验，获得了快速优化的途径，为分秧机构的参数优化指明了方向；并根据上述方法优化得到了符合水稻钵苗移栽分秧要求的分秧机构的机构参数。4）根据高阶变性椭圆齿轮节曲线的特点，对其节曲线的封闭性和凸凹性进行验证,采用齿条刀具范成法生成齿廓。通过建立齿廓生成数学模型，借助Matlab开发了高阶变性椭圆齿轮齿廓生成软件（登记号：2011SR051232），并获得了变性卵形齿轮（二阶变性椭圆齿轮）齿廓曲线，为后期的结构设计和虚拟制造提供了齿廓曲线。5）根据优化得到的机构参数，针对分秧机构的结构实现与制造，对其进行了整体结构设计。在实现机构功能的同时，注重考虑了易损件的可靠性设计、开模加工件的拔模方向、凸轮轮廓的曲线拟合以及分秧机构设计中须要注意的几个问题；最后在AutoCAD中完成整体装配图和零件的设计。6）借助UG软件对分秧机构零部件进行虚拟制造和装配，通过中间文件导入机械系统仿真分析软件ADAMS中进行分秧机构的动态仿真。将动态仿真结果和VB优化结果进行比对，两者获得的秧针尖点运动轨迹高度一致，这相互验证了理论模型与虚拟仿真模型的正确性，同时证明了旋转“探出式”分秧机构方案的可行性。