本发明公开了一种大摆幅二阶非圆齿轮行星轮系移栽机构。现有行星轮系式移栽机构无法实现大位移运苗、大角度投苗姿态变化和水平投苗。本发明包括行星架、二阶非圆太阳轮、第一中间轮、第二中间轮、第三中间轮、第四中间轮、第一行星轮、第二行星轮、第一取苗臂和第二取苗臂。本发明采用二阶非圆齿轮与普通一阶非圆齿轮啮合传动作为移栽机构行星轮系的第一级，以一对参数相同的圆齿轮作为第二级，能够使行星架转过360°时，取苗臂转过720°，能够满足取苗臂大摆幅投苗姿态变化和大位移送苗距离的要求，并能实现水平投苗；移栽轨迹也呈对称分布，使得从取苗时取苗臂姿态就能确定出投苗时取苗臂姿态。