移栽是蔬菜生产过程中的重要一环,目前我国主要依靠人工和半自动机具进行移栽,后者依然需要人工喂苗,效率提升有限,全自动移栽效率高、用工少,是我国蔬菜移栽机械化的发展方向。目前全自动移栽机在我国尚处在研发试验阶段,其中的制约移栽机自动化发展的关键问题就是自动取苗装置的研发。本文在分析了国内外自动取苗先进技术的基础上,结合我国蔬菜种植的实际情况,确定了以机械式顶出-夹取的取苗方式,据此方式研制了穴盘苗自动取苗装置,并对其进行了理论分析、虚拟建模和试验研究。主要的研究结论如下：1.进行了基质苗顶出和夹取钵体力学性能试验,研究得到不同基质含水率、顶杆直径、顶出速度对顶出率的影响；并通过试验建立了128穴番茄基质苗在不同含水率下的抗压力与压缩量的变化曲线。结果表明顶杆直径、基质含水率对顶出率的影响为高度显著,而顶苗速度对顶出率没有显著影响,随着基质含水率的上升、顶杆直径的减小,顶出率会逐渐下降,在含水率为35.09%,顶杆直径为8mm时,顶出率达到100%；在含水率为57.23%,顶杆直径为5mm时,顶出率最低,仅为81.25%。基质块抗压力随压缩量的增加呈加速上升趋势,在压缩量到达12mm时三种含水率下的抗压力分别为48.89N.43.87N、35.85N。2.根据得出的钵体力学特性,建立各个执行机构的数学模型,并对顶苗机构和苗盘输送机构进行运动学和动力学分析。在Microsoft Visual Studio开发环境下,编写了可视化的蔬菜穴盘苗自动取苗装置时序分析程序。对各个机构的动作进行匹配,并进行了参数优化,得到一组最佳参数：纵移机构的初始相位角φz=185°,顶苗机构的初始相位角φd=108°,曲柄长度a=78mm,连杆长度b=112mm,偏心距e=20mm,苗爪翻转机构的初始相位角φf=15°,翻转凸轮的行程为29mm,苗爪开合机构的初始相位角φk=135°。3.利用有限元分析软件,模拟柔性苗爪的工作情况,分析其夹持基质块时的变形情况,得出了在苗爪上端强制位移为2mm、3mm和4mm时,苗爪在基质苗抗压力的作用下各点的位移和von-mises应力云图,证明了柔性苗爪的可行性。利用虚拟样机技术建立了蔬菜自动取苗装置所有零部件的三维模型,并进行了虚拟装配,对取苗机构进行了运动仿真,结果显示蔬菜自动取苗装置设计合理,各个动作符合设计构想,能较好的完成取苗动作。4.试制了蔬菜穴盘苗自动取苗装置样机,进行了性能试验。空盘运行时,在取苗速度低于140株/min时,依然能保持动作平稳有序,在取苗速度提升至接近200株/min时,取苗机械手末端在翻转时出现了较为明显的振动。取苗试验的结果显示,蔬菜穴盘苗自动取苗装置具有较高的取苗成功率,取苗速度为140株/min时的取苗成功率在95%以上,达到我国旱地移栽机对。含水率对取苗成功率和基质损失率有显著影响,基质损失率随含水率的上升而上升,在基质含水率为43.09%时,基质的平均损失量为40%。