棉花作为我国重要的经济作物之一,每年我国的棉农都需要招很多工人来采收棉花,致使采棉成本的增加。且近年来“用工难”问题日益显著,因此把采棉过程由人工向机械自动化转变是必然的。国外采棉机研发起步较早,美国的约翰·迪尔公司与凯斯公司在采棉机市场占有垄断地位。目前我国采棉机发展还处于在仿制的基础上进行自主创新的阶段,因此发展我国独立自主的采棉机技术显得尤为重要。本文首先对国内外采棉机的发展现状及液压技术在采棉机中的应用现状进行介绍,在对采棉机系统组成及工作原理进行了分析的前提下,创造性地提出了双排三行的采摘方式,以提高采棉机采净率。其次在确定本文所设计采棉机各系统性能参数的前提下,对采棉机液压系统进行设计,绘制出采棉机原理图,并进行了液压元件的设计与选型。随后利用AMESim仿真软件建立了采棉机各液压系统的仿真模型,将分析计算及选型所得元件参数设置到模型中,对仿真所得流量、压力、执行元件速度等进行分析,比较仿真分析结果与液压系统设计要求确切匹配,验证采棉机液压系统可行性与稳定性。本文对采棉机液压系统中应用的出口节流回路及负载敏感回路进行了速度控制研究。研究结果表明:对于出口节流回路工作在恒压源工况,通过调节节流阀开口可以调节执行元件运动速度。对于变流量负载敏感回路,当执行元件为液压马达或承受正向负载液压缸时,执行元件运动速度只与比例换节阀开度有关,可以实现负载速度的稳定控制;当执行元件为承受负向负载的液压缸时,液压缸运动速度会随负向负载的增大而增大,通过在液压缸背压腔添加平衡阀可以解决。通过理论分析发现设定压力与控制比是影响平衡阀工作的重要参数,并仿真分析得出较高的控制比会导致系统更大的振荡。本文对分流集流阀同步控制回路进行了研究,通过分流集流阀数学模型分析影响分流集流阀同步精度的因素,并建立了完整的分流与集流工况仿真模型,对内棉箱升降系统进行了同步控制仿真。仿真分析结果表明:增大阀芯直径,减小固定节流孔直径,减小阀芯开口长度都有利于增大分流集流阀同步精度,且集流工况同步精度比分流工况低。最后对采棉头仿形系统进行了试验,测取液压缸流量及压力数据与仿真结果基本吻合。