在进行水稻的考种或测产过程中，因目前没有专用的设备，通常是科研人员对水稻进行人工脱粒和检测每穗粒数。人工脱粒、计数存在许多问题，如脱粒时稻穗上的毛刺经常会划破手指，耗费时间较长。计数时由于长时间的观察、计数，容易引起视觉及大脑的疲劳，进而影响计数的准确率。此外人工计数效率较低，影响了整个试验的进程。本研究的目的是为专门从事水稻研究的科研人员提供一种准确、高效的单株水稻脱粒计数仪，该机可以完成水稻的单株脱粒并同时检测出脱下的全部稻粒数。 本文从仪器所要实现的功能出发，对相关的技术和理论进行了研究和分析，对脱粒对象(稻穗)和计数对象(稻粒)的结构尺寸和物理机械特性进行了测量与分析，得到一些与设计有关的重要数据。依此为基础之一提出了不同的仪器设计方案，对设计方案进行了分析比较后，最终确定最佳方案。 样机的总体设计包括了水稻脱粒装置，分种装置和光电计数系统的设计三部分。对各部分进行了结构及性能分析、参数设计，并进行各部件的加工与制作。 在仪器的研制过程中应用了计算机虚拟技术对样机进行了建模与运动学仿真分析，以此检查整机的空间配置和运动干涉情况。对研制的第一代样机进行了性能试验，试验发现在脱粒过程中，稻穗的断穗严重、稻粒的破碎率高、存在籽粒飞溅、除杂装置除杂效果不好等问题。在分析了问题的产生原因后，进行了结构上的改进，使其达到了设计要求。申请了国家新型技术专利。 在机器性能试验中，测试了未脱净率、计数效率和计数准确性三个指标。利用方差分析了喂入量与脱粒滚筒转速两个因素对该机未脱净率的影响，结果表明喂入量对未脱净率的影响显著，仪器的脱粒效率可达8.4×10<-2>kg/min(每穗/3s-4s)，该机分种盘转速在50r/min时，计数效率达到最高值，为770粒/min。计数准确率可达到99.3％。研究结论认为，该机器能够较好的完成水稻的单株脱粒与计数作业。