现有棉秆收获技术分为切割收获和起拔收获，其中切割收获仅收获棉秆地表以上部分，不回收根部，是目前棉秆收获的主要方式。起拔收获可将棉秆连根收起，但现有棉秆起拔收获机械不仅起拔率低、作业时需对行，而且多为分段式作业，增加了作业量和劳动强度，因此使用不多。为此，本文设计了一种新型横卧辊式棉秆起拔装置。该机械可一次作业完成棉秆的整株起拔和打捆联合作业，与现有棉秆起拔技术相比，具有结构简单，作业无需对行，效率高等特点。对该装置所需要满足的功能需求和各个动作的关键部件进行调查和理论分析，在此基础上，对整个装置进行设计和研究，并通过田间试验进一步研究和检验，确定使用该装置时各个部件的尺寸大小和在不同情况下工作的工作参数，以保证该装置的工作效果和性能。对试验结果进行记录和分析，该装置能够顺利完成棉秆整株起拔的技术要求，此项设计和研究的装置能够用于新型棉秆起拔和回收装置的研制。
　　为了解新疆地区棉花的种植模式和棉秆在田间的具体分布，对新疆的棉田进行了详细和全面的调查，并且在对随机选出的棉秆样品进行抗拉特性这一指标的检测后，得出棉秆拉伸破坏载荷最大值为4351.8N，依次作为棉秆起拔装置的设计依据。根据横卧辊式棉秆起拔装置整体结构和工作原理，对关键部件进行理论分析和试验研究，确定了拔杆装置各关键部件的尺寸参数。
　　对拔杆装置进行设计，需要了解棉秆顶端的运动轨迹，通过对装置进行拔杆工作时其运动学的分析，可以得到该运动轨迹的计算方程，通过测量现有机具尺寸，根据现有运动规律在不同工作环节搭建运动学方程对其运动轨迹进行分析。试验结果表明棉花摩擦系数为0.63；通过对棉秆抽取过程进行受力分析最终确定拔杆辊直径为180mm；同时对螺旋输送装置的螺旋绞龙及刮板上刀片进行详细的参数设计最终却定螺旋绞龙外径为250mm，螺旋升角为45°，刮板刀齿的齿宽为15mm，刮板刀齿的齿形角为26.5°。动力由拖拉机后动力输出轴提供，通过万向节传递给横卧辊式棉秆起拔装置的动力装置输入轴，再由两级减速装置依次将动力传递给拨杆装置、拔杆装置、螺旋输送装置及其他机构。
　　根据横卧辊式棉秆起拔装置的结构参数和工作参数的调试，确定有三个因素会对拔杆率产生影响，分别是拔杆辊转速、棉秆起拔角度和拨禾链耙线速度，为了解这三个因素各自影响程度的大小，运用Box-Behnken试验设计原理对三个因素进行组合试验，将所得试验结果进行多元回归拟合分析和响应曲面分析后，得出三个因素影响拔杆率的程度从弱到强依次是拨禾链耙线速度、拔杆辊转速和棉秆起拔角度，并且确定了最佳参数组合为棉秆起拔角度30°、拨禾链耙最低线速度2.5m/s、拔杆辊最低转速236r/min。在此最佳参数下，运用该装置可达到95.43%的棉秆回收率，与参数优化值相比，小于2%的相对误差，能够满足棉秆回收工作的需求。