我国是一个缺水严重的国家。河北省又属于极度缺水地区,而我省农业用水量占总用水量的64.1%,缺水和水资源利用率低严重影响农业生产。华北地区玉米播种后为保证出苗率通常在播后一周内进行浇水作业,但有些地区仍采用传统地表漫灌方式,严重浪费水资源,同时存在农民浇水排队耽误农时的问题。针对这一问题,本课题研究的目的是研制一台玉米精准施水播种机,在播种同时进行施水作业,依据作业速度自主调节施水量以保证施水均匀性。玉米精准施水播种机符合现代农业环保集约型理念,并有利于提高农业用水利用率,节省农时。施水播种机以机械式居多,在查阅了相关文献并分析了多种施水播种机结构后,确定了采用电控式施水方案。电控式施水相比机械式施水优点在于播种速度变化时,通过改变舵机开闭角度就能改变施水量,不会出现由于速度变大导致泵腔蓄水不充分的情况,若要改变基础施水量只需要在程序中更改相应数值即可,不需要更换不同尺寸的棘轮、泵腔等机械结构。玉米精准施水播种机机械部分主要对播种单体进行了改进,使出水结构更为合理,将出水口设计在落种口前,有利于避免水对种子的冲击。设计了水箱支架并对支架强度进行了仿真分析,结果表明支架可承受压强远大于其最大形变时的压强。为避免地轮打滑导致计数不准确设计了一款测速轮,并使用EDEM软件对不同角度的防滑齿进行仿真,结果表明防滑齿角度为45度时,测速轮受力更为平衡,扬尘更少。在多次试验中,测速轮均未出现滑移现象,后又应用于小麦播种机上。控制系统主要包括单片机、编码器、大扭矩舵机、水位监测和报警模块。旋转编码器是主要测速器件,与测速轮同轴安装。单片机根据编码器发送的脉冲频率,计算出作业速度,并进一步控制舵机打开角度,从而改变出水量。除对播种机机械部分及控制系统设计外,还对水箱容积、安装位置及整机横向、纵向稳定性进行了理论计算。确定了水箱容积为1立方米,采用背负式安装方式,背负式相比拖车承载式,作业效率更高,在田间试验中,实测作业速度达到5.4km/h。通过SPSS数据统计软件对出水量与舵机打开角度关系曲线进行拟合,找出了最佳拟合关系表达式为三次项形式。通过对田间试验数据的测量与统计,施水作业的种子发芽率较无施水作业的大大提高,出芽更快,且播深一致性有所提高。施水前土壤含水率为9.8%,施水播种作业23天后土壤含水率降为15.6%,此时仍处于适合苗期生长的含水率阶段。当施水量分别为670ml/m、300ml/m和240ml/m时,播后6天发芽率分别达到95.00%、88.77%、85.91%,而传统无施水播种的种子发芽率仅为63.38%。电控式玉米精准施水播种机一定程度上实现了自动化施水作业,提高了农业用水利用率,缓解了浇水排队耽误农时的问题,对于节约水资源意义重大。