通过对国内外水稻直播排种器研究进展进行分析,针对水稻机械化直播种植要求,本文研制出了一种水稻水直播往复拨叉式排种器,介绍了该排种器总体结构和工作原理。根据排种性能要求,以水稻芽种物料机械特性为基础,利用PRO/E软件进行了关键零部件的设计、三维建模及虚拟装配,并完成了排种器样机的制作及调试;在EDEM软件中建立排种器离散元模型,分析其排种过程,优化刮种装置;完成排种器样机试验,分析了排种性能受排种器重要结构和工作参数影响。主要研究内容和结论如下:(1)选用禾盛粳1号、黄华占、中9优547三种水稻芽种为研究对象,在湿基含水率18%条件下对影响排种性能的水稻物料机械特性参数进行测定,并对测定结果进行分析。该问题的研究为往复拨叉式排种器关键零部件的设计提供了理论基础。(2)根据往复拨叉式排种器排种性能要求,进行总体结构设计,确定了其工作原理及动力传递路线,完成了关键零部件结构设计及参数确定。设计了型孔块、传动轴、搅种装置及刮种装置等部件的结构形式,确定了偏心轮偏心距、拨叉杆最大临界运行速度等参数。在PRO/E软件中,创建了排种器关键零部件的三维模型,并进行了虚拟装配及干涉检查;加工制作了排种器的各零部件,并进行了组装及调试。(3)借助EDEM软件建立了往复拨叉式排种器的离散元模型,对排种过程中稻种的运动姿态及造成重播、漏播的原因进行了分析,并对刮种装置进行了结构仿真优化。结果显示:排种器的排种量与稻种充入充种孔时的姿态有关;在仿真时间0.47s至0.57s时间段,标识稻种颗粒的速度及受力随时间变化曲线表明其最大速度为0.90m/s,最大受力为81.02N;所有稻种颗粒的平均速度、平均受力及平均位移随时间变化曲线显示:所有稻种颗粒的平均速度最大值为0.033m/s;平均受力最大值为0.10N;平均位移为0.008mm。在转速300r/min、充种孔型号Ⅴ条件下,以三种不同结构形式刮种装置为分析变量,分别对排种器进行仿真分析,确定了排种性能指标受刮种装置的影响曲线。结果显示刮种装置为毛刷结构形式时,排种性能最好,合格率、空穴率、漏播率及重播率依次为80.00%、0、8.00%、12.00%.(4)为分析传动轴转速、充种孔及刮种刷位置对排种性能的影响,开展了往复拨叉式排种器样机单因素试验。试验结果表明:充种孔对排种合格率影响极显著,对排种漏播率、空穴率及伤种率影响显著,充种孔型号为Ⅳ时,排种性能最好,合格率高达86.00%,漏播率、重播率、空穴率及伤种率均低于6.80%;随着传动轴转速变化,排种合格率、空穴率受到显著影响,漏播率、重播率及伤种率受到极显著影响。在转速为270r/min时,排种性能最好;调整刮种刷的位置对排种空穴率有显著影响,但对其他性能指标影响不显著。(5)为分析充种孔与转速之间的交互作用对排种性能的影响,开展了双因素三水平等重复试验,试验结果表明:排种合格率、空穴率及伤种率受型孔影响极显著,漏播率、重播率受型孔影响显著;排种伤种率均受型孔、转速及型孔与转速的交互作用的显著性影响。在充种孔型号Ⅳ,转速270r/min条件下,排种器排种性能最好,合格率、漏播率、重播率、空穴率及伤种率平均值依次为86.00%、6.80%、4.13%、3.07%、4.495%。(6)为研究以上三个因素对排种性能影响的主次顺序,开展了三因素三水平正交试验,试验结果表明:影响往复拨叉式排种器排种性能各因素主次顺序为转速>刮种刷位置>充种孔,试验因素最优组合水平值为转速270r/min、刮种刷位置3mm、充种孔型号Ⅳ,此时排种合格率为87.33%,漏播率及空穴率均不高于2.00%。在各因素最优组合条件下,以禾盛粳1号、中9优547水稻芽种为试验对象,开展了适应性试验,试验结果表明:往复拨叉式排种器对两种外形尺寸具有明显差异的稻种具有良好的适应性。