近年来,为了实现秸秆全量化还田,对农业机械特别是旋耕机提出了更大耕深的要求,为了弥补现有旋耕技术耕深不足的现状,研究者设计并制造出双轴分层切削旋耕机。双轴分层切削旋耕机是一种大耕深的可以实现秸秆全量还田的旋耕机械,凭借其优良的秸秆覆盖、土壤破碎性能而受到广泛使用。双轴分层切削旋耕机结构、传动特性、工作环境致使其故障率相当之高,当其发生故障之时,最显著的变化或特征就是功耗的变化以及体现在传动装置上的扭矩的变化。扭矩的实时检测可以了解双轴分层切削旋耕机的运行状况且可以知悉其性能和故障情况,因此,对其进行扭矩的在线检测就显得很有必要。本文从双轴分层切削旋耕机传动方式和现有扭矩在线检测技术两个角度,对适用于双轴分层切削旋耕机扭矩在线检测系统进行了研究：首先,根据双轴分层切削旋耕机的结构及动力传递方式,建立了双轴分层切削旋耕机扭矩测试模型,并对其前后刀轴正转作业、前刀轴正转后刀轴反转作业两种情形作出了分析探讨,以为更好地研究诊断其故障做好理论准备。然后,针对双轴分层切削旋耕机现有扭矩测试系统存在的不足,创新地提出了一种可以适应双轴分层切削旋耕机扭矩在线检测的技术方案,并对其关键技术进行了分析,重点阐述了应变片测量扭矩原理、ZigBee技术。接着,以ZigBee技术为基础,设计了一套以CC2530单片机为核心的无线传感器网络监测系统,并研究了一种算法为双轴分层切削旋耕机故障预测诊断技术打下基础,其内容主要有：硬件方面,基于物联网无线传感器技术,结合传感器测量技术,对数据采集节点、路由节点、协调器节点进行硬件电路设计；软件方面,完成了对各节点通信组网、采集节点数据采集、无线网络数据传输通信以及监测系统的终端人机交互界面等软件设计；用Matlab编写了提出的优化算法程序,通过几个复杂非线性函数进行函数逼近试验,比较传统算法和优化之后的算法的性能,证明优化后算法的优越性和可行性。最后,通过扭矩检测设备对双轴分层切削旋耕机传动系统扭矩测试模型进行了简单的试验验证,试验结果证明了该模型是合理的。