本文针对当前水稻精量穴直播排种器结构复杂,进行常规稻大播量排种时,存在播量稳定性差、穴距均匀性不高、稻种易损伤等问题。通过精简排种机构,设计了一种U型腔道式水稻精量穴播排种器,创新地提出了一种充种口与投种口分开但连通的腔道式排种盘,开展稻种物料特性研究,进行排种器关键零部件设计,构建稻种充种、投种过程的力学模型,确定排种器关键零部件的主要结构参数;运用EDEM软件对排种器排种过程进行仿真研究;开展排种器的充、排种性能台架试验,明确排种器适宜的结构与工作参数,并进行排种器的田间播种试验,以期为水稻精量穴直播排种器的设计与应用提供理论参考。主要研究内容如下:（1）选取适宜长江中下游地区旱直播种植的三种外形尺寸差异明显的常规稻品种黄华占、晶两优1177和特三矮2号,开展稻种的含水率、三轴尺寸、千粒重、密度等物理机械特性以及休止角、滑动摩擦角等摩擦特性测试研究,为排种器结构设计、排种过程分析、虚拟仿真颗粒模型构建与参数设置提供参考依据。（2）基于稻种的物料特性与常规稻穴直播种植的农艺要求,设计一种U型腔道式水稻精量穴播排种器,采用侧充种方式,利用稻种自身重力清种,省去清种装置,精简排种机构。理论分析排种器的充种和投种过程,确定排种器的主要结构参数。以黄华占稻种为排种对象,开展排种性能预试验,明确影响排种器充种性能的主要因素。在试验参数范围内,排种器适宜的型孔参数组合为型孔个数20,型孔长度10.6 mm,型孔宽度7.6 mm,型孔倾角0°,此时,排种器的漏播率为0.40%,穴粒数合格率为94.00%,重播率为5.60%,破损率不高于0.13%。（3）借助离散元软件EDEM建立排种器的仿真模型,对影响排种器排种效果的仿真物料接触参数进行灵敏度分析,明确对排种效果影响较大的接触参数并对其进行标定;开展排种过程仿真研究,明确排种盘上搅种齿和引种槽结构对其充种效果的影响;开展引种槽结构参数仿真优化研究,明确引种槽适宜的结构参数;进行排种工况单因素仿真试验,明确排种器适宜的工作转速与进种高度参数范围。（4）借助高速摄像仪和JPS-12型计算机视觉排种器性能检测试验台,开展排种器不同外形尺寸稻种的排种适应性与排种均匀性试验,分别得出三个品种稻种适宜的排种器结构与工作参数;排种均匀性试验结果表明:投种角对穴径平均值和穴径合格率影响极显著,对穴距变异系数影响显著,排种器适宜的投种角度为33°,此时排种器的穴径平均值不高于26.12 mm,穴径合格率不低于97.60%,穴距平均值在理论穴距140 mm左右,穴距变异系数不大于7.02%。田间播种试验表明:排种器的播种穴粒数合格率为90.28%,漏播率为0.83%,重播率为8.89%,穴径平均值为46.71 mm,穴径合格率为71.67%,穴距平均值为137.21 mm,穴距变异系数为12.64%,满足常规稻大田精量穴直播的种植要求。