轻小型喷灌机组和卷盘式喷灌机作为高效节水灌溉设备中的重要喷灌设备,近些年在我国被广泛推广应用。但轻小型喷灌机组存在安装和移动时劳动强度大、水力性能较差等不足之处;传统水涡轮卷盘式喷灌机存在适应环境能力较差、运行能耗较大等不足之处。针对以上问题,本文结合轻小型喷灌机组和卷盘式喷灌机的特点,设计了一款移动定点式卷盘式喷灌机。机组将喷头及卷盘安装在高地隙自走式底盘车上进行固定和移动喷灌作业,结合灌溉需求和评价指标确定机组的固定与移动喷灌模式下的运行参数。不仅提升机组环境适应能力和水力性能,而且解决了劳动强度大、运行能耗较高的问题。本研究主要内容及结论如下:（1）设计了一款移动定点式卷盘式喷灌机。机组将喷头及卷盘安装在高地隙自走式底盘车上进行固定和移动喷灌作业,采用高地隙自走式底盘车为动力机确保机组的行驶和形式灵活性以及应对农作物不同生长时期的株高和不同田块规划下的作业环境。机组采用电机驱动系统实现PE软管的收管与放管功能,建立了负载扭矩物理计算模型,结果显示JP50-180卷盘机回收喷头车和PE软管的最大扭矩为1239.82 N·m,所需电机的最小功率为1.458k W。机组采用速度匹配控制系统实现机组移动时PE软管放管角速度和机车移动线速度匹配一致功能,建立了基于PLC的电机转速控制与移动速度采集系统,通过采集机组移动速度和识别PE软管放管长度对应的缠绕层数,完成电机转速的自动调节。机组在400 m/h的移动速度下时,电机在5层PE软管层数下的转速分别为46-47 r/min、43-44 r/min、39-40r/min、36-37 r/min和33-34 r/min。（2）研究了固定喷灌模式和移动喷灌模式下的水力性能。开展了30 PY2摇臂式喷头的水量喷洒试验,分析得到了喷头安装高度和工作压力对射程、喷灌均匀性、喷灌强度等水力性能的规律。并在拟合径向水量分布中对比分析了三次样条法、非线性多项式拟合法和牛顿插值法的应用,结果显示非线性多项式拟合的喷灌强度与喷灌距离函数形式简单、曲线拟合精度高。在此基础上针对摇臂式喷头移动喷洒的特点,提出了一种移动喷灌水量叠加计算模型,通过试验验证模型在35 m/h和400 m/h的移动速度下的偏差率分别为13.41%和22.49%。应用模型计算不同运行参数下的移动喷灌均匀度,结果表明:工作压力对移动喷灌均匀度的影响不大,当工作压力范围为0.2 MPa到0.5 MPa时,移动喷灌均匀度的变化范围为63.73%到69.79%;机行道间距1.3 R～1.5 R时组合移动喷灌均匀度高于85%。（3）基于移动定点式卷盘式喷灌机的综合评价体系以及灌溉需求确定了机组移动与固定喷灌的工作模式。设定了技术指标和经济指标2个一级指标和组合喷灌均匀度、喷灌强度、单位时间内灌溉面积和机组能耗4个二级评价指标,机行道间距、定点位置距离、移动速度和定点喷灌时间为设计变量。建立了组合喷灌水量、机组工作能耗计算模型,分析了机组运行参数单因素对指标的影响。结果显示:同一工作压力下时,定点距离与机行道间距对组合喷灌均匀性的影响较大;定点喷灌时间对单位时间内灌溉面积和机组能耗的影响较大。以技术指标和经济指标为优化目标,通过NSGA2遗传算法进行优化求解,根据设定评价指标的权重,使用灰色关联法进行决策得出运行参数最优方案。以需水量10mm为例,设定组合喷灌均匀度、喷灌强度、单位时间内灌溉面积和机组能耗的权重分别为0.3、0.2、0.2、0.3,若机行道间距没有限制时,推荐的机组运行参数为0.4 MPa工作压力下机行道间距为1.2 R、定点喷灌距离为1.5 R、机组速度为100 m/h、定点喷灌时间为0.1 h;若设定田间机行道间距限制为40 m时,推荐的机组运行参数为0.5 MPa工作压力下定点喷灌距离为1.4 R、机组速度为100 m/h、定点喷灌时间为0.7 h。