现代农业中,花卉培育作为新兴产业,尤其是温室花卉的培育工作,其受到关注程度正日益提高,为迎合市场需求,花卉培育的工厂化生产正不断发展。然而目前花卉机械化生产中普遍遇到的问题效率与成功率不高,若能够在保证质量的前提下解决这一难题,能够有效地促进花卉产业的机械化生产发展。在广泛调研国内外移栽机及涉及土基质作业的农业设备基础上,针对生长于15×7穴盘中的花苗,提出穴盘苗组合入盆移栽机整体生产线设计方案,从人工穴盘苗组合移栽工艺过程出发,完成整体工作流程的规划,以及生产线各部分结构设计、样机制作与实验。在此基础上针对移栽机关键部分,筑模成穴机构开展研究,以成穴稳定性作为机构优化目标,完成筑模成穴机构的改进设计,并通过实验验证筑模成穴效果。通过建模仿真及实验分析研究筑模成穴机理,对筑模成穴机构、土基质、花盆形成的筑模成穴系统开展研究,建立筑模成穴过程的多因素作业系统;以筑模成穴系统为基础,针对筑模成穴机构成穴稳定性差、基质塌陷等问题开展优化研究,采用创新方法TRIZ理论实现对筑模成穴机构关键装置的结构优化设计和参数优化设计,利用二水平因析设计方法对参数进行筛选,并通过正交试验方法结合土力学理论分析,得到筑模成穴效果最值的各项参数,完成参数的优化设计。针对移栽手爪的取苗及组合过程开展研究,完成结构设计并进行相关试验。主要的研究工作与成果如下:(1)在考虑移栽对象与组合方式的基础上,从人工移栽工艺流程出发,制定移栽生产线工艺流程,将整体生产线按照功能模块进行划分为落盆机构、覆土机构、筑模成穴机构、穴盘苗抓取组合移栽机构四部分,完成穴盘苗组合入盆移栽机的整体改进设计。(2)样机实验结果表明生产线移栽效率远高于人工操作,但是在移栽成功率方面还存在欠缺。通过分析与总结,确定影响移栽成功率的关键机构是筑模成穴机构,对整体移栽过程进行分析,提出新的筑模成穴工艺过程,完成筑模成穴新方案设计,并通过实验方式验证其筑模成穴效果。(3)在筑模成穴新方案基础上,提出以筑模成穴机构、土基质、花盆构成筑模成穴系统,开展筑模成穴系统的成穴机理研究。通过理论与实验相结合的方法,研究系统的筑模成穴效果与孔穴失效机理,通过创新方法TRIZ理论得到了筑模成穴机构中关键部件模芯与压实模块的新结构。(4)开展筑模成穴机构的参数优化设计。通过对筑模成穴系统的分析,得到该系统中所涉及到的各项参数,采用二水平因析设计方法对参数进行筛选得到相关性强、权重高的参数,并完成参数试验及试验结果分析,得到成穴机构的最优参数组合。(5)完成穴盘苗抓取组合移栽机构的设计,按照农艺要求取苗组合工艺,采用三株一组的形式移栽至花盆中,进行移栽手爪结构和花苗组合方式的设计。并针对手爪组合过程开展参数试验研究,确定最佳花苗组合效果下的参数组合。本选题的研究成果解决了影响穴盘苗组合入盆移栽机移栽成功率的问题,能够为穴盘苗的组合移栽作业提供高效率、高成功率的自动化设备,具有重要的实际应用价值和较高的经济利益。