在现代温室的穴盘育苗生产中,常常需要将穴盘苗从密度较高的育苗穴盘移栽到密度较低的育苗穴盘或对需要补苗的穴孔进行补苗作业。然而在我国现阶段的育苗温室中,钵苗的移钵和补苗作业仍以人工作业为主,人工移钵或补苗的工作方式不仅人工成本较高,而且效率和质量较低,不符合现代农业机械化、集约化的发展要求。因此,急需一种自动化移栽补苗装备与其配套。Delta并联机构具有速度快、运动精度高、灵活性强等特点,非常适合穴盘育苗过程中的移钵作业及补苗需要。为此,本文基于三自由度Delta并联机构和气动取苗爪,设计了一种移栽补苗机器人。主要研究内容如下:1)通过建立Delta并联机构的单支链约束方程,求解出钵苗移栽机器人的可达工作空间;根据钵苗移栽机器人盘到盘移栽、补苗的作业要求,确定出钵苗移栽机器人的设计工作空间;基于其设计工作空间,对钵苗移栽机器人进行尺度综合,为使钵苗移栽机器人可达工作空间尽可能接近设计工作空间,并保证其在设计工作空间内具有良好的运动学性能,建立起兼顾钵苗移栽机器人工作空间与运动学性能的尺度综合目标函数,并应用遗传算法得到机构最优尺寸参数。2)为提高移栽补苗机器人的移栽效率和质量,对按行移栽和按列移栽两种移栽方案进行优选,确定按列移栽的移栽方案;基于移栽补苗机器人盘到盘移栽、补苗的工作方式,对其移栽和补苗轨迹进行规划,并选取5次多项式规律作为移栽、补苗轨迹的控制函数。基于移栽补苗机器人运动学逆解和轨迹规划,通过等时插补、运动学逆解和速度拟合,将移栽补苗机器人末端执行器的移栽或补苗轨迹转换为Delta并联机构三主动臂的转动规律;对移栽补苗机器人的移栽和补苗作业流程进行设计,实现移栽补苗机器人在工作区域内以按规划的移栽路径完成移栽、补苗作业。3)基于移栽补苗机器人尺度综合与轨迹规划,建立移栽补苗机器人虚拟样机模型,选取移栽补苗机器人工作空间中两条最远轨迹,进行虚拟样机仿真;仿真得出移栽动平台的速度、加速度曲线,其变化规律符合移栽、补苗作业的运动要求,验证了轨迹规划的合理性;同时,仿真还得出移栽补苗机器人三主动臂的角速度、角加速度、转矩的变化曲线,为移栽补苗机器人三主动臂电机的选型提供理论基础。4)基于尺度综合、轨迹规划和虚拟样机仿真,研制物理样机,进行穴盘到穴盘的钵苗移栽和补苗性能试验,结果得出:随着移栽动平台携苗运动最大加速度的增大,钵土破碎率逐渐增大,钵苗移栽合格率逐渐降低,在最大加速度amax为30m/s2时,钵苗移栽合格率可达95%,移栽速率可达2149株/h,在此加速度下进行健壮苗补苗试验,补苗合格率可达92%,证明将Delta并联机构用于钵苗移栽机器人的可行性,以及尺度综合、轨迹规划和仿真分析的合理性。