棉花是我国主要的经济作物之一，我国有三分之二的棉区是干旱、半干旱地区，而影响棉花产量高低的决定性因素之一是水分。全膜覆盖播种能更有效地抑制耕层水分的垂直蒸发并且可抑制作物早衰，为作物生长提供更有利的水热条件，显著提高作物产量和水分利用效率。本文结合干旱、半干旱棉花种植地区农艺要求，研究通过收集旋耕时抛起的土壤进行覆土的棉花全膜旋播机，力求能够一次完成耕整、施肥、覆全膜、播种等作业。　　首先调研了河北省半干旱地区种植模式，综合考虑我国干旱、半干旱地区棉花播种的实际情况，参照国内外播种机，匹配设计了新型旋耕覆土装置，运用离散单元法对旋耕土壤颗粒运动特性进行仿真分析，获知旋耕土壤颗粒在旋耕刀作用下的运动规律，通过覆土装置运动学分析和计算机辅助几何求解，确定了旋耕覆土装置关键结构参数。建立了棉花勺式排种器的离散元仿真模型，应用EDEM软件对棉花勺式排种器工作过程中棉籽运动过程进行了仿真分析，明确了棉籽充种、护种、递种、导种和投种的运动规律，仿真分析结果发现出现重播、漏播情况主要与充种、护种和递种的过程发生异常有关，涉及的主要参数有勺匙曲面半径、勺匙角度、勺匙前斜面角度和排种盘转速等。分析了排种盘工作转速、凹勺曲面直径及勺匙角度对棉花勺式精量排种器性能的影响，运用EDEM软件进行正交虚拟排种试验，仿真结果表明:以粒距合格率为重点、同时考虑漏播和重播因素的影响，确定了排种盘工作转速为31r/min、凹勺曲面直径为7.5mm、勺匙角度为135°时为较优组合。　　最后，利用AIP软件建立了棉花全膜旋播机整机模型，生成了棉花全膜旋播机二维工程图指导试制样机。对排种器和样机分别进行了台架排种试验和田间播种试验，试验结果显示:棉花勺式排种器仿真结果和台架试验结果基本一致，田间试验结果与仿真基本相同。本文通过设计、离散元仿真等，最终用实验结果说明机具满足设计要求，达到棉花种植农艺要求等。