立柱栽培栽苗点水平位置和高度位置的离散分布决定了该栽培模式的人工作业强度大，且自动化生产实现难度大大超过地面栽培。作为设施果蔬生产的关键环节，实现立柱栽培的自动化移栽具有重要的意义。本文以自行开发的螺旋栽培立柱配套移栽机械手为研究对象，对螺旋栽培立柱与配套移栽机器人系统进行了协调运动仿真、完成了取苗-栽苗苗序规划、末端路径规划及时间最优轨迹规划，并进行了试验验证，为立柱栽培全自动移栽的实现提供了基础。　　 本文的主要研究工作及相关结论如下:　　 (1)对移栽机械手进行了运动学分析，利用MATLAB的RoboticsToolbox建立了移栽机械手模型，并进行了移栽机械手运动轨迹仿真，并得到了各关节角的运动规律曲线。　　 (2)对螺旋栽培立柱与配套移栽机器人系统进行Pro/Engineer实体建模，通过仿真对机械手进行了工作空间分析与系统布局优化，并实现了整机的Pro/Engineer协调运动仿真，为移栽作业的末端路径规划提供了依据。　　 (3)分别计算了16种不同苗序的取苗栽苗方案机械手移栽路径，并与最近相邻法计算所得路径进行了比较，确定了按C→D蛇形取苗、按从下至上栽苗的苗序方案及最短路径方案，达到了总路径最短、无需避让苗、控制简单的目标。　　 (4)利用三次样条曲线对所选机械手移栽路径进行样条插值，以时间最优为目标函数，以关节电机的速度和加速度为约束条件，利用遗传算法进行了时间最优轨迹规划，建立了轨迹库，并在实验平台上进行了试验验证，结果表明，移栽效率达4.57秒/株，移栽时间误差为0.30秒，对取苗点关节位移值进行校正后取苗点的水平定位误差为2.24mm，栽苗点的水平定位误差为2.76mm，取苗点和栽苗点的高度定位误差分别为1.51mm和0.63mm，能够满足移栽作业的要求。　　 本文围绕螺旋立柱新型栽培模式的机械手移栽作业问题，完成了取苗栽苗方案的优选、移栽路径的规划及时间最优的轨迹规划，对于提高移栽作业效率有重要意义。