烟苗“杯罩式小苗井窖”移栽作为一种绿色、环保、节能的新型移栽技术,该技术能使井窖与烟苗杯罩之间形成保温、保湿、保墒的环境,具有促进烟苗根部早生快发、提高烤烟移栽成活率、减少白色污染的技术优势,已被逐渐的得到应用和推广。但现阶段“杯罩式小苗井窖”移栽杯罩的扣置是由烟农人工重复弯腰扣置完成,导致烟农移栽扣杯时出现劳动强度大、扣杯效率低、人工成本花费高的问题。因此,研制烟苗移栽扣杯装置是促进烟农效益增收和推动烟叶生产向资源节约、环境友好型转变的首要问题。本文结合当前国内外烟苗移栽机械化研究现状、发展趋势及烟苗“杯罩式小苗井窖移栽”的农艺要求,在进行实地的调研和烟田特性分析的基础上,确定烟苗移栽扣杯装置的整体设计方案,完成关键机构的设计与分析。运用Recur Dyn多体动力学和Workbench有限元分析方法对烟苗移栽扣杯装置的关键机构进行优化和分析,并基于人机工程学模拟仿真的方法完成烟苗移栽扣杯装置扣杯操作的舒适性优化。最后,加工扣杯装置进行单因素、多因素正交和扣杯效率对比试验,获取扣杯装置扣杯作业时较优的工作参数组合,并完成工作参数的优化。本文完成的主要研究内容如下:(1)基于烟苗“杯罩式小苗井窖”移栽技术农艺要求和实地烟田特性分析,完成烟苗移栽扣杯装置整体方案和关键机构的设计。为确保设计的扣杯装置能够满足烟苗“杯罩式小苗井窖”的农艺要求,进行实地的调研和烟田特性分析,完成扣杯装置的整体方案和关键机构的设计。(2)完成烟苗移栽扣杯装置关键机构的优化与分析。为验证电动螺旋式分杯机构设计的合理性,提高机构的分杯效率和运行的稳定性,基于Recur Dyn多体动力学对电动螺旋式分杯进行运动学仿真分析。利用拓扑优化变方法完成对Y型导向机构进行轻量优化。基于Ansys有限元的显式动力学仿真分析,得到杯罩尾部在任意时刻受到推杯机构施加的冲击载荷而产生的响应,选取扣杯时合适的扣杯速度。(3)基于人机工程学理论进行三种扣杯方案的仿真模拟,完成烟苗移栽扣杯方式的舒适性优化。基于Jack创建了烟农的虚拟人体模型和三种方案扣杯的虚拟环境。对三种扣杯方案的分解动作进行仿真模拟,通过下背部受力分析、扣杯姿态分析、扣杯快速上肢动作分析获取烟农虚拟人体的脊椎受力、脊椎切向力、脊椎扭矩以及扣杯操作姿势和上肢快速动作的评分,获取舒适性相对较高的扣杯操作方式。(4)加工烟苗移栽扣杯装置并进行单因素试验、多因素正交试验和扣杯效率对比试验。设定扣杯装置田间试验的方案和试验条件,建立扣杯装置扣杯作业的评价指标。进行单因素和多因素正交试验,得到了扣杯装置作业较优的参数组合。基于Design-Expert最优参数组合试验方法对扣杯的正交试验进行验证并完成参数的优化。对比试验结果表明:扣杯装置作业能够满足“杯罩式小苗井窖”移栽技术的农艺要求,效率相比人工提高约36.2%,值得应用和推广。