大蒜是中国主要蔬菜作物之一,为保证大蒜出芽率高、生长品相优,播种时要求“单粒播种、根下芽上、直立栽种”,中国一直以来主要通过人工播种,这种方式劳动强度大、工作效率低、人力成本高,已经不能满足现代化农业发展的要求,因此,亟需一种高效精准大蒜播种装备来代替人工劳作。为解决国内外在大蒜取种和定向技术方面的难题,在研究蒜种物理机械特性基础上,设计了链勺式单粒取种装置;利用离散元仿真软件对三级料斗式蒜种定向装置进行仿真模拟,根据仿真结果对定向装置参数进行了优化;为了进一步提高定向效果,设计了智能蒜种姿态检测与调整装置,能够根据蒜种鳞芽朝向自动执行调整动作。本研究主要开展了以下工作:（1）蒜种物理机械特性的研究。选用兰陵大蒜和金乡大蒜为研究对象,定义蒜种结构名称和三维尺寸,通过试验确定了长、宽、厚、密度、滑动摩擦系数等物理特征参数;通过兰陵大蒜和金乡大蒜压缩试验（长度方向、宽度方向和厚度方向）和剪切试验（背部向上和背部向下）,确定了蒜种各方向上的弹性模量、抗压强度等力学特征参数,为取种装置和定向装置设计提供参考依据。（2）单粒取种技术与装置的研究。根据国内外单粒取种技术研究现状,采用链勺式取种方式设计了单粒取种装置,主要包括取种勺、取种链板和振动机构,通过理论分析和试验确定了各部件结构和工作参数,试验结果表明该装置单粒取种率为93.5%、多粒率为2.3%、漏取率为4.2%,满足使用要求。（3）三级料斗式蒜种定向装置的仿真与参数优化。在计算机中建立了蒜种三维模型,应用EDEM离散元仿真软件模拟蒜种在三级料斗式定向装置中的运动过程,分析了蒜种受力大小和方向;对料斗式定向装置的结构参数进行优化,同时采用仿真模拟和试验测试的方法确定了最优工作结构参数。（4）智能蒜种定向装置的研究。针对鳞芽朝下的蒜种不能自主调正的难题,基于红外检测设计了通过理论分析、仿真模拟和试验测试相结合的方法确定了关键部件结构参数;设计了以单片机为核心的自动控制系统。试验结果表明,兰陵大蒜定向率达到95%以上,金乡大蒜定向率为90%左右,满足大蒜播种“根下芽上、直立栽种”的要求,实现了蒜种定向的自动化和智能化。