目前中国、加拿大、印度、欧盟、澳大利亚为世界油菜主产区，而油菜作为我国第一大油料作物，其种植面积和总产量约占世界总量的1/3，居世界第一位，据《2015中国统计年鉴》统计，机械直播比例仅16.2％，油菜主要播种方式仍以半机械或人工播种为主，因此研发一种高效油菜精量直播技术及其配套装备已成为油菜生产的迫切需求。论文在系统比较分析国内外油菜机械化播种技术与装备研究进展基础上，提出一种油菜气力滚筒式精量集排器，以实现油菜精量播种并简化播种机结构实现一器多行功能，在此基础上开展油菜气力滚筒式精量集排器排种技术研究与仿真分析，并研制一种集漏播检测与报警于一体的实时漏播检测系统。本论文研究的主要内容包括:　　(1)油菜气力滚筒式精量集排器设计与排种过程分析。主要开展了集排器关键部件中的排种滚筒、种箱、导种装置及气室等结构参数优化设计，建立了集排器排种过程中吸种、携种、投种等主要环节下排种过程的运动学与动力学模型。研究得出种箱组合容积为19.3L，种箱组合内部的倾斜角度大于27.2°，型孔数为40，孔径为1.2mm，排种滚筒直径为165mm，气囊组合直径为280mm，高度为60mm，负压气室容积为3.92×106mm3，正压气室容积大小为7.84×105mm3，其负压管半径应不少于5.85mm，正压管半径应不少于4.47mm，为了保证充种性能，获得最小临界真空度为32.2Pa，油菜籽种子的抛掷速度分量应小于0.3m/s;并明确集排器不同轨迹下油菜籽种子位移方程、传动比及功率损耗率。试验结果表明:集排器排种滚筒转速为18r/min，正压气室正压相对压力值为1800Pa以及集排器负压气室负压相对压力值为-3400Pa时，油菜气力滚筒式精量集排器各行排量一致性变异系数为3.23％，总排量稳定性变异系数为1.38％。　　(2)油菜气力滚筒式精量集排器仿真试验与分析。运用EDEM软件建立了集排器充种系统与种箱内种群模型，通过对集排器中油菜籽群的运动进行仿真分析，研究油菜籽种子运动规律及其影响因素;借助ANSYS/ CFX软件开展了该集排器型孔的气流场仿真分析，探讨了集排器型孔形状和结构参数及其对种子吸附性能影响规律，以集排器型孔端面处平均压强以及平均流速为主要评价指标，对集排器排种滚筒上型孔结构、排种滚筒型孔孔径大小、排种滚筒径向型孔数目、排种滚筒型孔排列方式以及气室有无气囊组合等结构参数进行了单因素仿真试验与正交仿真试验研究。仿真研究结果表明:采用阶梯孔形式的型孔，型孔结构参数选择为孔径1.2mm，型孔数量为40，型孔的排列方式为等间距30mm直线排列为最优化参数组合，有气囊组合气室压力波动误差范围为0.19％。四者结构参数均是影响排种器气流场分布的重要因素，其中型孔结构形状为显著因素，轴向间距为不显著因素。　　(3)油菜气力滚筒式精量集排器预试验研究。以各行合格指数、漏播指数以及重播指数等排种性能为评价指标，开展集排器单因素台架试验。单因素台架试验表明:当正压气室相对压力值为1800pa，负压气室相对压力值为3400pa，排种转速为18r/min时，各行合格指数平均可达90.83％，漏播指数为4.35％;以各行排量一致性变异系数、总排量稳定性变异系数为评价指标，开展了集排器路面试验。正交试验表明:集排器负压气室负压输出方式、东方红854拖拉机手控油门刻度大小以及过渡轴传动比为试验因素对各行排量一致性为显著因素，并选择各行排量一致性变异系数以及总排量稳定性最佳的优化组合A2B1C2，即集排器负压出气方式采用双端出气，过渡轴与仿形地轮传动比为1.72，东方红854拖拉机采用手动油门1/2刻度为输入动力。　　(4)精量排种器排种性能检测系统设计与试验。针对油菜粒径小易引起气力式油菜精量排种器实时漏播检测及性能检测难的问题，设计研制了一种基于单片机的精量排种器排种性能检测与报警系统，提出了一种基于排种频率检测方法（可用于田间实时漏播检测），通过测频装置对不同转速、不同数量型孔堵塞的气力式排种器出口的排种频率测量试验，获得了不同转速下界定漏播严重程度的频率划分区域，即正常区、弱漏播区与严重漏播区。在试验台上测试表明:排种频率法能有效实现漏播程度的检测，无漏播时检测准确率为100％，当量型孔堵塞8孔以上时判定为漏播的准确率为100％;　　一种基于排种间隔时间检测方法（可用于排种器性能检测），开展基于单片机排种间隔时间性能检测系统与基于JPS-12型机器视觉排种器性能检测试验台同步试验，试验结果表明:基于单片机排种间隔时间性能检测系统检测漏播指数与基于JPS-12型机器视觉排种器性能检测试验台检测漏播指数平均误差为0.31％，最大误差为0.7％;基于单片机排种间隔时间性能检测系统检测重播指数与基于JPS-12型机器视觉排种器试验台检测重播指数平均误差为0.33％，最大误差为0.55％。　　(5)油菜气力滚筒式精量集排器排种系统分析与应用。对油菜气力滚筒式精量集排器与精量排种器排种性能检测系统进行系统分析，并开展了油菜气力滚筒式精量集排器排种系统田间试验。田间试验表明:油菜气力滚筒式精量集排器各行一致性变异系数为27.72％，总排量稳定性变异系数为14.71％;油菜籽作物跟踪田间试验表明:油菜气力滚筒式精量集排器排种华油杂62，其播种为1m长度的油菜籽平均株数为11株，各行间株数变异系数为33.7％，34.7％，31.1％，35.8％，38.4％，35.7％。基于单片机漏播检测系统在线检测排种漏播情况，无种子及排种器出现故障时，漏播检测系统均被检测为漏播状态。　　创新点1:提出了一种内外滚筒结合的复式排种盘及其气囊组合结构;　　创新点2:提出了基于排种频率法与排种间隔时间法，以实现小粒径种子排种器漏播检测与性能检测。