普通稻机插育秧通常要求每取秧面积为3~7株秧苗,而超级稻则要求2±1株,并且为降低空穴率,秧苗需在秧盘上呈均匀分布状态,这不仅需要有提供给每取秧面积2±1粒种子的精播装置,而且排出的种子在秧盘上应准确定位,这样才能确保秧盘上每取秧面积都有准确数量的种子,满足超高产粳稻盘育秧每取秧面积2±1粒的播种精度要求。本文根据超级稻与普通稻种植农艺要求的差异,结合现有的研究成果,针对我国北方目前超高产粳稻育秧设备存在的一些问题,以及国内外的发展状况,以北方超高产粳稻为研究对象,进行种子定向连续输送、精量分离和定位排种机理及机构创新与关键技术研究,在纸夹定位水稻精密育秧设备研究基础上,研发出具有自主知识产权的北方粳型超高产水稻工厂化育秧和田间集约化育苗的通用轻简育秧播种设备,促进我国北方超高产粳稻育秧技术的发展并完善育秧装备。本文首先针对超级稻芽种千粒重、休止角等物理-力学特性进行分析;对超级稻育秧排种装置的总体结构及其工作原理进行阐述;重点对种子单粒分离机构、多杆机构、组合滑道等关键部件的设计进行理论分析和研究,确定了关键部件的结构尺寸和并对相关参数进行优化;对多杆机构分析得出曲柄长度l1=7.7mm、连杆长度l2=23mm,摇杆长度l3=26mm、固定杆长度l4=37mm、推种杆长度l5=36mm、安装角θ1=64°、拐角θ3=12°时,输出点E的D字形轨迹的形状大小与姿态满足设计要求,且轨迹的水平方向最大位移为S=15.2mm,垂直方向最大位移为H=9mm,同设计要求基本一致。使用Solidworks对超级稻排种装置进行三维模型建立,总体装配;用Adams对建立的三维模型进行仿真分析,对推种点的运动特性进行分析,验证排种装置是否满足设计要求;对试验台托板进行模态分析,规避共振。对推种频率、滑道夹角、推种板的齿距进行单因素试验研究,分析每种因素对排种性能指标的影响;采用Design-Expert8.05软件进行三因素三水平试验分析,并对结果进行回归分析;分析各因素交互作用对排种性能指标的影响,并对所得结果进行参数优化,确定了最佳组合为当推种频率为2r/s、滑道夹角为45°、齿间距为9.6mm时,播种合格率98.3247%,2粒种子数61.4631%。