设施农业是我国农业研究的热点,设施农业中以营养液直接给穴盘苗提供营养物质和水分的水培技术,得到国内多个研究机构的推广和应用。水培移栽作业是将穴盘苗移栽到栽培槽孔内,需要人工进行移栽作业,劳动强度大,效率低,严重制约了规模化生产的需要。论文研制了一种温室水培移栽机的核心部件:主要由多移植手部件和变间距接苗杯部件组成,结合作业对象研制一种小空间作业弹齿插入式移植手,对苗爪片进行理论分析,优化其结构;研制的多移植手部件和变间距接苗杯部件,实现移植手整列夹取穴盘苗,接苗杯变间距移栽作业,并进行参数优化,明确移植部件最佳参数组合,主要研究内容如下:（1）小空间作业弹齿插入式移植手设计。以单个苗爪片为研究对象,分析移植手取苗、放苗两个工作状态,建立苗爪片弯曲变形模型,并对移植手夹持穴盘苗进行受力分析,确定移植手具体尺寸。对移植手放苗过程进行刚柔耦合仿真分析,确定苗爪片尖点拟合曲线。（2）多移植手部件和变间距接苗杯部件的设计和参数优化。研制了多移植手部件和变间距接苗杯部件,并对其关键部件进行优化设计和动力选型。对变间距接苗杯部件的纵向变间距设计和横向变间距进行碰撞仿真;建立开合机构理论模型,并进行尺寸参数优化。对多移植手部件相关取苗、放苗因素进行正交试验,获得最佳参数组合为取苗深度为48 mm、基质含水率为70%、升降速度为0.24 m/s、水平横移速度为0.35 m/s,进行试验验证,取放苗成功率为98%,试验结果满足移栽设计要求。（3）移植部件控制系统设计。根据各机构循环移栽动作要求对电气系统设计和相关元件选型,确定总体控制方案,控制器选用三菱FX3U-64MT-ESS型PLC。设计变间距接苗杯部件中双步进电机PID同步控制系统,并编写PLC控制程序,实现接苗杯纵向变间距同步控制,提高整体移栽效率。（4）重复定位精度试验和变间距接苗杯部件参数优化试验。通过Solid Works建立三维模型,并搭建试验样机。进行多移植手部件整体横移重复定位抓取试验,保证整体平均速度,通过改变加减速优化定位抓取精度为0.11 mm。采用五因素三水平正交试验,在多移植手部件最佳参数组合条件下,对变间距接苗杯部件进行优化分析,最佳参数组合为:缓冲带弹性系数0.66 N/m、接苗杯纵向等距分离速度0.24 m/s、接苗杯整体横向移动速度0.32 m/s、接苗杯开合速度0.20 m/s、接苗杯整体横向油压缓冲器吸收能量30 J,进行试验验证,移栽成功率为97.2%,整机移栽效率为9600株/h。