中国是世界上最大的大蒜生产国和出口国,山东省是中国大蒜第一种植大省。目前,山东金乡大蒜种植以人工点种为主,劳动强度大,种植效率低。部分农户使用勺链式大蒜播种机进行播种,其漏播率在8%-10%之间,需要人工进行补种,增加了蒜农的劳动强度。针对勺链式大蒜播种机在播种作业过程中存在的漏播问题,本文设计了一种自动补种式小型大蒜播种机。重点针对大蒜补种方面进行了研究,通过在勺链式大蒜播种机添加漏播检测和自动补种装置,降低了漏播率,减轻了劳动强度。该研究可为大蒜补种装置的设计与优化提供参考。主要研究内容和结论如下:（1）自动补种式小型大蒜播种机设计。自动补种式小型大蒜播种机主要包括动力输出装置、播种装置、补种装置、开沟装置、机架等部分。整机选用勺链式取种方式,可同时实现大蒜播种、漏播检测与自动补种工作。对整机播种装置、补种装置、机架等关键部件进行了设计与理论分析,阐述了各部件的结构组成和工作原理。为使整机提种速度、补种速度在合适的区间内,对传动方案进行了设计,对传动链轮进行了选型。（2）漏播检测与补种装置设计。提出了一种利用漫反射激光传感器对取蒜情况进行检测,根据传感器输出的脉冲宽度判断取种勺是否漏取的检测方案。提出了一种利用电磁离合器“通电吸合、断电分离”特性执行补种动作的补种方案。设计了一种以电磁离合器、转勺式补种器为核心的补种装置并论述了其补种原理。设计了一套以STM32处理器、漫反射激光传感器、电磁离合器为核心的大蒜漏播检测与补种系统。为实现补种器可靠取种与精准投种,对补种装置取种与投种过程进行了分析,在传感器安装位置与补种位置相距130mm,典型提种速度为0.12m/s时,传感器检测到漏播789ms后电磁离合器通电且延时149ms,此时投种效果最佳。（3）漏播检测与补种试验台搭建与试验。为验证漏播检测与补种系统可行性,搭建了漏播检测与补种试验台。为得到取种勺漏取蒜种时的临界脉冲宽度,利用试验台进行了取种勺遮挡脉冲获取试验,得到了不同等级蒜种在正常提种速度范围内以不同姿态被取起的遮挡脉冲宽度范围。在0.09m/s～0.15m/s提种速度区间内,蒜种与勺的最大脉冲宽度为440.6ms、最小为121.6ms;空勺时的脉冲宽度最大为87.9ms、最小为53.3ms。进行了试验台蒜种漏播检测试验,结果表明,系统平均漏播检测准确率为98.7%。为验证补种准确性,进行了试验台补种试验,结果表明,经补种后试验台平均取种率为97.74%。（4）基于EDEM的补种器仿真与优化。建立转勺式补种器离散元仿真模型,利用EDEM对补种过程进行了仿真与分析。经理论分析确定了适用于金乡Ⅰ级蒜种补种勺的尺寸区间。以补种勺漏取率和单粒取种率为响应指标,以补种勺长度、补种勺宽度、补种勺厚度为试验因素,根据Box-Benhnken中心组合试验方法进行试验设计。利用EDEM进行了仿真试验,建立了补种勺漏取率和单粒取种率的回归模型,通过响应曲面分析了各试验因素的影响。多因素试验结果表明,适应金乡Ⅰ级蒜种补种勺的最优结构参数为补种勺长度34.83mm、补种勺宽度26.60mm、补种勺厚度21.4mm。利用试验台进行了最优参数验证试验,试验结果与模型预测值的相对误差均小于5%。（5）样机试制与田间试验。在济宁市金乡县通达机械制造有限公司进行了样机试制和田间试验。结果表明,自动补种式小型大蒜播种机平均综合播种率为96.92%。