本文通过对新疆采棉机现状进行调研分析,针对棉花机械化采摘季节性强、收获期短及易受到外部因素影响等特点,以水平摘锭式采摘头为研究对象,通过采摘机理分析、采摘头结构参数和工作参数分析,结合新疆棉花“矮、早、密”的机采棉种植模式,研制一种可室内运行、工作稳定可靠、实验参数可调可控、操作简单方便的水平摘锭式采摘头性能综合测试试验台。为水平摘锭式采摘头关键部件的性能检测、工作状态监测、工作参数及结构参数优化提供技术支持。本研究在保证试验台检测精准可靠的前提下,通过方案设计、田间数据统计、结构参数调研、理论分析、计算机辅助设计、计算机受力分析和试验分析的方法,完成水平摘锭式采摘头性能测试试验台的研制,并通过采净率测试试验对真实采摘效果模拟程度进行分析。其具体研究内容如下:(1)通过对新疆机采棉发展进行调研,针对国内水平摘锭式采棉机,其核心部件采摘头的性能,对比国内外研究现状,提出对水平摘锭式采摘头性能测试平台的研制,并确定试验台总体设计方案。(2)根据试验台总体设计方案,对与试验台设计相关的基础参数进行研究。1、针对新疆石河子主要机采棉种植品种新陆早62进行调研,对其棉株高度,棉株直径,最下端棉铃离地面高度,棉株重量进行数据统计分析,为试验台悬挂装置高度设计,试验台棉株夹持装置夹角设计,采摘头离棉株传输台高度设计,棉株传输台传送皮带及电机的选取提供参考数据;2通过对贵航采棉机4MZ-5采摘头调研,对采摘头外部结构参数、内部传动参数、采摘头滚筒与采棉机行进速度系数比、采摘头功率进行研究,为试验台悬挂装置长宽高设计、动力传输装置传动轴设计、动力传输装置电机与棉株传输台电机转速比设定、动力传输装置电机功率确定提供理论依据。(3)对水平摘锭式采摘头性能综合测试试验台机械部分的悬挂调节装置、棉株传输装置、动力传输装置的整体结构及主要零部件进行理论分析及结构设计,并运用力学分析软件ANSYS,对试验台主要受力部件悬臂梁,进行受力分析,以验证其设计满足受力需求。为试验台机械制造部分提供参考尺寸。(4)针对本文研究目的,对测控系统提出功能需求,结合其工作原理,进行测控系统的硬件与软件设计。该测控系统以组态王人机界面作为主控界面,采用PLC控制技术,配合使用变频器、转速转矩测量仪、温湿度传感器、空气开关、信号转换器等电气元件,完成试验台电机转速的控制、采摘头转速转矩的实时监测及采摘头内部温湿度的实时监测。(5)在上述研究的基础上,对水平摘锭式采摘头性能综合测试实验台进行制造,完成其性能的调试与验证,并结合采摘头采净率试验,测试得出采摘头采净率为94%。