烤烟生产对我国国民经济具有十分重要的作用。烟苗移栽是烤烟生产过程中的关键工序之一。近年来,井窖移栽技术因其具有保温保湿性好、促进烟苗早生快发等特点得到快速发展和大力推广,该技术中井窖孔的制作及其质量是影响烟叶苗期生长的关键因素之一。当前井窖孔制作机具大多是采用小型汽油机为动力源的便携式井窖制作机为主。相对于烟农手工钻孔,使用该机具可提高烟苗移栽作业效率、一定程度上减轻人工劳动强度,但该机具工作振动大、操作舒适性差、长时间作业时井窖成型质量不稳定。为解决上述问题,本研究从井窖制作机的振动测试分析出发、运用人机工程学理论及分析平台,对便携式井窖制作机进行关键部件的优化设计,最后通过田间试验进行验证。本文研究主要内容如下:首先,利用DH5925型动态信号采集分析系统对手提式、手握式、斜挎式三种类型井窖制作机的3个关键测试点进行振动信号的采集,分析其时域与频域特性,结合人机工程学中的振动评判依据,优选出手握式井窖制作机最为适合;对优选出的机型进行不同类型钻头工作时的4个关键测试点进行振动测试与分析,根据振动频率,得到关键点的激振源。同时根据其振动加速度均方根值和井窖移栽农艺要求,提出了一种新型瓦片与螺旋叶片组合式钻头结构;最后对手握式井窖制作机把手处的振动及其沿手臂传递规律进行了研究,并提出操纵杆结构与把手结构、材质方面的改进措施。其次,运用人机工程学理论对井窖制作机作业者上肢手臂系统和背部脊柱进行了生物力学分析;利用人机工程学仿真分析软件Jack对作业者操作手握式井窖制作机进行了作业仿真,对3种不同百分位数的数字人下背部受力、工作姿势、快速上肢动作进行评分,其结果表明现有井窖制作机的操作适应性较差,提出了变长度操纵杆的改进措施。并结合振动测试分析,对操纵杆、握持把手、背负装置结构及材质进行了优化设计。再利用Jack分析平台进行优化前后的对比仿真分析,结果表明优化后下背部受力减小,工作姿势评价等级由级别3降为级别2,快速上肢总评分由5分减为4分,舒适性得到提升。然后,利用有限元分析软件对优化后的操作结构及背负装置进行模态分析,结果表明其固有频率远离激振频率,不会发生共振;同时对背负装置进行有限元静力学分析,其最大应力值远小于材料许用应力,结构设计满足强度要求。最后,开展样机田间试验。进行样机田间作业的振动测试分析,结果表明优化后的关键测试点振动加速度均方根值均明显减少;采用减振性、舒适性和人机界面的三个一级指标的评价体系对样机田间作业进行评价,其结果显示优化后井窖制作机的综合评分结果为良好,达到了优化的目的。