三七是中国名贵中药材,在中国市场需求量大,在云南省被广泛种植。截止2014年12月份三七的种植面积已达到4万hm2。三七播种的行距和株距均需控制在50mm左右,属于密集型精密播种,且三七种子形状和大小不规则,当前还没有满足这种精度要求的播种机。现行的播种方式主要以手工点播为主,三七每公顷播种量270～300万粒,劳动强度大,因此实现三七的机械化播种成为必然之举。为实现精密播种,需依据三七种子的特性以及种植要求对排种器进行设计与试验。分析当前国内外现有精密排种器现状,设计一种能有效解气吸式排种器结构复杂、正负压相干扰的问题,且能够根据前进速度的不同调节投种角度以实现零速投种的气吸滚筒式三七精密排种器。根据种子特点以及种植要求,对排种器基本尺寸进行了确定。对排种器内部进行流场分析以确定空心轴上进气孔孔径及孔与孔之间分布情况,并进行排种试验。同时为了提高排种合格指数,在充种环节添加振动与气吹,并进行了模拟与试验。具体开展的研究内容如下：(1)以试验测量的三七种子基本参数与种植要求为依据,确定气吸滚筒式排种器吸种孔的大小与位置。采用CFD模拟气吸排种器工况,来确定空心轴进气孔大小与位置,以实现整个腔体内流场均匀稳定。(2)为使排种过程实现零速投种,本文通过对投种过程进行力学分析,确定了绝压板安装角度与排种器前进速度的线性关系,从而实现在不同前进速度的情况下调节绝压板安装角度以实现零速投种。(3)采用DEM-CFD耦合的方法模拟预测不同体积分数下三七种子悬浮速度,并通过试验与理论计算验证此方法的可行性,为此提出一种新的测量方法,同时为气吸滚筒式排种器负压值的确定提供依据。(4)在自制的播种试验台上,对排种器的性能进行试验研究。试验设计采用三因素五水平二次正交旋转组合试验方法,以真空度、前进速度以及吸种角度作为影响因素,以播种的合格指数、重播指数以及漏播指数为目标函数。建立了各因素与目标函数之间的数学模型,分析了各因素对目标函数的影响规律,优化得出了真空度、前进速度和吸种角度的最佳参数组合,即在吸种角度为20。时,真空度在660-720Pa时,前进速度在0.72～0.76m/s时,可获得合格指数大于90.2,漏播指数小于4.9,重播指数小于5.3。(5)为了进一步提高排种器性能,本文在种箱处添加振动与气吹。通过EDEM软件对振动进行仿真,Fluent软件对气吹进行仿真,发现两种方式均能降低种群间瞬态的内摩擦力,有利于充种。采用DEM-CFD耦合的方法模拟振动气吹相结合的方法对充种性能的影响情况,结果显示在振频为125Hz,风压为2.25kPa,振动角度为45°时种群间瞬态的内摩擦力最小,充种效果最佳。(6)以振频,振动角度,风压为因素,以播种的合格指数、重播指数以及漏播指数为目标函数,采用三因素五水平正交试验方法进行台架试验,并采用Design Expert软件进行数据分析与优化,结果显示振频、风压为极显著因素,振动角度为显著因素,优化结果为在振频为105Hz,风压为2.25kPa,振动角度为45°时合格指数为94.78,漏播指数为4.49,重播指数为0.95,与模拟结果一致。所得结论可以为三七气吸式精密播种机械研究的继续开展提供理论基础和参数依据。