甘蔗作为主要的制糖原料,是重要的经济作物。我国的甘蔗种植面积仅次于巴西和印度,甘蔗产业已成为经济发展的重要支柱。目前甘蔗的种植形式为甘蔗种植机对蔗种进行种植,现有的甘蔗种植机虽能减轻一定的劳动强度,提高经济效益。但其伤种率高,辅助人工多,劳动强度大,导致甘蔗种植主要依靠人工种植。直生蔗苗是一带土钵苗,相比于蔗种,其分蘖性强,种植用量少,种植方便,但缺乏蔗苗的种植机具。移栽机是一种使用机械代替人工移栽的机具,具有省力、高效、节本的作用,但是目前国内外研制的移栽机不能满足蔗苗的种植农艺要求,在此基础上,本文提出开发一款适于蔗苗种植农艺的蔗苗半自动移栽机。主要研究内容如下:(1)实地调研了蔗苗的种植农艺,适栽期的蔗苗高度为120mm,在种植过程中需高直立度,且开沟深度大于200mm,沟宽为50mm,株距为300mm,行距为1000mm,蔗苗的种植高度为120mm。以低伤苗率和高直立度为目标,并结合蔗苗的外形特征,分析现有栽植器的结构特点,在现有栽植器结构的基础上,提出设计了一款集导苗-挡苗-推苗功能与一体的新型导苗管式栽植器。根据蔗苗种植农艺及栽植器结构,设计蔗苗半自动移栽机的总体方案。(2)详细阐述导苗管式栽植器的整体结构和工作原理,理论分析蔗苗在移栽过程中栽植器中各部件的动作时序,明确栽植器中导苗机构、挡苗机构和推苗机构的功能。结合蔗苗在栽植器中的下落过程,对栽植器中的导苗机构、挡苗机构和推苗机构进行设计,通过相关计算,确定栽植机构中各部件的重要参数。(3)建立栽植器的数学模型,理论分析了栽植器中的推苗机构的推苗过程。基于ADAMS软件技术,在不同的连杆和曲柄参数下,对栽植机构进行运动学仿真,分析栽植机构的运动规律,以推苗与蔗苗钵体的初始接触点、推苗时推苗块的运动特性和挡苗机构的运动特性为依据,选取合适的曲柄和连杆参数。利用上述仿真结果,对栽植器及钵苗进行三维建模,将模型导入ADAMS软件中,模拟钵苗在栽植器中的运动过程,由仿真后处理得到的推苗块的位移、水平速度、水平加速度曲线及推苗块与钵体的初始接触点的位置,推苗块推苗时水平速度和水平加速度与理论分析结果进行对比,验证栽植器理论分析和结果的正确性。(4)试制样机。由于我校还未具备培育蔗苗的条件,因此,试验采用的钵苗为玉米苗,进行样机的田间性能试验研究,检验样机在实际作业中的性能;选取了栽植株距、栽植直立率、栽植深度和株距变异系数等作为评价样机栽植质量的评价指标,对上述样机栽植的钵苗进行测量与统计,实际的栽植效果满足样机的设计要求,表明样机方案的可行性;进行栽植器的对比试验研究,试验结果表明,本文所设计的栽植器的工作性能高于传统导苗管式栽植器。