播种、施肥是小麦产业的重要环节。精确播种、变量施肥是小麦产业实现精准农业的必然选择,成熟的变量播种施肥技术可以有效提高播种效率,降低生产成本,改善小麦品质。实现播量的实时检测是变量播种施肥的重要手段,在保证机具田间作业的精确性、实现播种施肥工况监测方面意义深远。目前市场上的施肥播种机械由于缺乏播量实时监测装置,难以实现实质闭环控制,作业精度难以保证。播种施肥机播量控制原理是通过标定槽轮转速和流量之间的关系,再结合施肥播种机的行驶速度来调节槽轮转速从而实现对播量的控制,其控制的效果有赖于事先标定的槽轮转速-流量关系,本质上属于开环控制,无法消除各类扰动对控制精度产生的影响。同时,由于加工精度、结构设计和安装方式等因素的影响,容易造成播种施肥执行机构槽轮同轴度较低、毛刷与槽轮的间隙不均、槽轮运转卡顿等现象,导致物料损伤、驱动损耗、播量波动等不良结果,进一步降低了播种施肥机的作业精度。为了能有效克服播种施肥机存在的上述问题,本文在课题组已经研发的播种施肥一体机的基础上,重点设计基于高压氮气弹簧的播量检测装置,并以此为基础,设计了工作参数与之相对应的箱体结构及其它功能部件,完成了播种施肥一体机的搭建,并初步开展了相关性能测试。主要的研究内容和成果如下:（1）基于高压氮气弹簧的播量检测装置的设计。本文以高压氮气弹簧替代传统弹簧,对基于动态称重原理的播量检测装置结构进行了重新设计,以高压氮气弹簧和S型称重传感器为核心部件组成播量检测装置,相比原来的播量检测装置,增加了结构的稳定性,减少了振动对称重的影响,降低了系统的整体安装难度。（2）外槽轮式播种施肥器及驱动轴结构优化设计。本文对播种施肥器和播种施肥器连接轴进行了优化,对播种施肥器增加轴承结构,将播种施肥器连接轴由方轴更改为可拆卸的键槽轴和方块的可拆卸组合。优化后解决了单个播种施肥器内槽轮和播种施肥器主体外壳轴心不一致、不同播种施肥器之间同轴度较差的问题。（3）完成箱体设计并组装播种施肥一体机。结合农艺要求、播量检测装置结构及旋耕机具尺寸,对播种施肥一体机的箱体进行结构设计,确定箱体尺寸以及材料,优化箱体与播量检测装置的连接。解决了箱体易受肥料腐蚀、箱体连接方式易对播量检测装置产生侧向力影响等问题。（4）在室内台架上开展了静态和动态性能评估试验。静态试验时,播量检测装置以10kg为梯度对10-60kg的物料进行三次称重试验。测量的平均值相对于实际重量值相对误差为1.57%,绝对相对误差最大值为3.8%,相对误差标准差为1.57%。动态测试时,使播种施肥执行机构在设定的不同转速下工作3min,十个播种器的播量变异系数的平均值为2.07%、最大值为3.39%、标准差为0.59%,施肥机构六个施肥器变异系数的平均值2.48%、最大值2.77%、标准差为0.25%。各转速下播种器的相对误差的平均值、标准差、最大值分别为1.51%、0.60%以及2.78%,施肥器的相对误差的平均值、标准差、绝对相对误差最大值分别为-1.88%、0.39%以及2.64%。（5）开展了室外拖拉机机载下的机载性能评估试验。将组装好的播种施肥一体机安装在旋耕机上后一起挂接在拖拉机上匀速行驶3min,测试拖拉机行驶时播种施肥一体机的动态工作性能。分别开展了机载不播料和机载播料实验。机载不播料测试,负载5kg时,动态称重变异系数的平均值为1.74%、标准差为4.31%、最大值为1.78%;负载50kg时,变异系数的平均值为0.18%、标准差为0.67%、最大值为0.19%。试验表明,播量检测装置在动态工作条件下能够实现较为精确的测量且箱体内物料较多时相对误差较小。机载播料测试时,拖拉机匀速行驶完成一亩田的播量,播种机在150、300、450kg/hm2目标播量下,播种器实际播量误差最大为3.9%,变异系数的总平均值为1.68%,最大变异系数为2.51%;施肥机在150、450、750kg/hm2目标播量下施肥器实际播量误差最大为2.6%,变异系数的总平均值为2.57%,最大变异系数为3.63%。总体而言,播种施肥一体机在机载条件下仍然具有较高的作业性能。