近年来,花卉产业发展迅速,2018年,全国花卉种植面积达到163万公顷,产值达到2614亿元。目前花卉生产仍以人工种植为主,劳动强度大且经济效益差。随着花卉产业的不断发展,花卉移栽设备的需求日益增长,但目前国内对自动化花卉移栽设备的研究还不完善,工作时,需要取植苗机构、送盆机构以及送苗机构配合完成花卉移栽,而其中送苗机构的间歇运动导致移栽设备各机构之间的运动配合困难,自动化程度较低,效率不足。而国外的花卉移栽机构虽然能够实现全自动化移栽,生产效率高,但机构体积大,价格昂贵,维护困难,不适用于我国花卉移栽产业。因此,针对我国花卉产业低、小、散的特点,设计一种结构和运动配合简单,自动化程度高,通用性强的花卉移栽机构具有重要意义。少自由度机构具有结构简单、控制容易、成本低廉等优点,并且能够实现工作空间内的任意轨迹,目前,少自由度机构在混联机床、并联机器人等领域应用较多。论文以五杆机构为载体,将两自由度机构与花卉移栽相结合,完成了花卉移栽轨迹的设计与分析、机构参数优化、机构结构设计、虚拟样机仿真和控制系统设计等工作,设计了一种能够实现“异点取苗定点栽苗”的两自由度五杆花卉移栽机构,并将其应用于农业机械领域。论文主要研究内容如下:(1)分析了五杆机构的运动特性,为机构优化设计提供约束条件,并根据花卉农艺要求,对比了两种取苗轨迹,选择一种带有环扣的轨迹作为取苗轨迹,并在此基础上设计一种“异点取苗定点栽苗”移栽轨迹,通过在AutoCAD中选取轨迹形状控制点并用样条曲线将控制点连接的方式得到了移栽机构初始轨迹;(2)利用选取的轨迹形状控制点及开链2R杆组反求原理,建立了五杆机构优化设计的数学模型,并基于遗传算法开发了一款机构优化软件,优化得到了五杆机构各个构型参数以及两个连架杆的运动参数;(3)利用SolidWorks软件完成了两自由度五杆花卉移栽机构的结构设计和零件装配,并将三维模型导入至ADAMS中完成了机构虚拟样机的运动仿真,将仿真得到的轨迹与理论设计轨迹进行对比,验证了机构结构设计的可行性和装配的正确性,并进行了样机加工;(4)利用得到的两个连架杆的角位移函数,完成机构控制系统的设计。采用DDA直线插补算法对两个连架杆的角位移函数进行拟合,实现了两个伺服电机的同步联动控制,利用单片机IO 口输出的高低电平,通过继电器和开关电源实现了对夹苗机构中电磁铁的控制;(5)搭建试验台并对机构进行运动调试,利用高速摄影分析软件,分析得到了移栽机构末端执行点的运动轨迹,并与仿真结果进行对比,验证了样机装配和控制系统设计的正确性,最后完成移栽实验,实现了“异点取苗定点栽苗”的移栽轨迹。