巨菌草种植属于其产业全程机械化生产劳动强度最大且作业最为繁琐的一个环节,现有种植设备存在喂入人工多、种植均匀性与连续性较差以及损种导致发芽率低等问题,尤其不能适应福建丘陵地貌的荒地、坡地的作业环境,直接影响和阻碍了巨菌草种植技术的推广和持续发展。基于虚拟样机技术进行巨菌草排种装置的设计,代替了排种单体物理样机重复制造、装配以及试验的基本功能,有利于高效获得设计方案合理的知识表达方式,加快了排种器等农机产品的开发周期。室内单体、田间单体以及联合种植等多维度试验研究可进一步验证虚拟样机仿真结果和设计方案的正确性,对排种装置的推广应用奠定了基础。首先,本文在种苗物理机械特性研究的基础上,结合其种植作业相关农艺要求,研制了一种预切种式多辊单排间歇送种式巨菌草排种装置,并对其间歇送种机构、多辊排种机构等关键部件进行了参数分析与设计研究,推导出间隔角度为69.09°、60°、50.91°时,将得到较优的理论排种间距:0.35～0.4m。得到了填充垫料的最大弹性模量:1.59Mpa,确定了种苗排种过程理论运动轨迹。其次,基于ADAMS虚拟样机开发过程建立了排种装置中排种和送种作业过程的多柔体虚拟样机模型,通过间歇送种以及单辊和多辊排种作业仿真过程,确定了橡胶垫料对排种作业性能的改善作用,发现了排种过程的“弹跳”现象与排种连续性之间的影响关系,得出理论间隔角度下的排种间隔时间:0.19863s,验证了该排种装置结构设计的合理性、送种和排种作业过程的连续性和稳定性、种苗运动轨迹和排种间距的正确性。最后,通过排种装置的室内单因素试验以及三因素五水平正交旋转中心组合试验,明确了各因素与试验评价指标之间的变化规律,建立了主要因素与评价指标的数学模型,确定了各因素对评价指标的交互作用,得到了在理论间隔角度下的最佳工作参数组合:前进速度为1.49m/s,垫料厚度为1.97mm。进行了排种装置的田间单体试验,得到其种距变异指数和种倾合格率:87.62%与86.6%,漏排和重排指数:2.52%和3.31%。开展了田间联合种植试验,得到了发芽势与发芽率:63.4%和83.51%,排种深度合格率:84.65%,两类田间试验的结果验证了虚拟样机仿真结果和室内试验优化参数的正确性,说明了该排种装置具有较好的排种均匀性和连续性,能基本符合巨菌草预切种式埋土种植作业农艺要求。