木材作为天然的环保材料,近几年在建筑、家具等领域的需求量越来越大,然而国内木材资源的供给量远远不能满足日益增长的木材资源需求量,因此当前急需加大人工丰产林的种植,以降低天然林资源保护的压力、满足社会发展的需求。另外由于生态环境建设的需要,我们还要加大实施天然林保护工程、防护林体系建设、防护林更新换代建设工程,面对如此庞大而艰巨的造林任务,必须采用机械化造林。本文以杨树苗为例作为长杆式树苗研究对象,设计了一种长杆式树苗移栽机植苗机构。从取苗机理分析入手,确定机械手式取苗,并结合变尺寸导轨控制的投苗机构方案。分别对传动控制,变尺寸导轨轨迹和投苗机械手进行设计,确定投苗过程中取放苗位置,建立投苗机械手、变尺寸导轨和曲柄轮三者之间的运动传动和位置关系。提出长杆式树苗移栽机植苗机构的总体设计,详细阐述了移栽机植苗机构的整体结构和工作原理,理论分析移栽过程中树苗在各部件的动作时序,明确植苗机构中分苗机构、投苗机构和扶苗机构的功能。利用MATLAB与改进遗传算法以投苗爪手中心距和滑杆位移量作为优化指标,优化投苗机械手各杆件参数,根据优化后的参数建立三维模型,导入ADAMS验证投苗爪手的运动性能和夹苗轨迹。分析计算理想状态下树苗从投苗机构投入沟中时的落苗位置相对位移和落苗时间,根据扶苗支撑架的初始位置与树苗理论着地点之间的间隙距离,确定扶苗初始位置以及扶苗支撑架的工作行程,在确定扶苗支撑架运动规律后,分析整个植苗机构的动作时序。通过多体接触理论来建立动力学模型模拟实际的啮合接触过程,采用接触碰撞算法和有限元法对扶苗机构的运动过程进行仿真分析,验证结构功能实现和传递运动方面的有效性和合理性。