我国从20世纪70年代初开始研究、应用喷灌技术,经历了引进、探索、发展、徘徊、提高等几个阶段。当前我国农田灌溉的基本情况是:水资源严重不足;农业灌溉用水的利用率很低,浪费现象严重。进入21世纪,水资源已成为威胁人类生存的重大问题。我国是世界上13个贫水国之一,水资源十分短缺,加之自然条件不断恶化,工农业生产及生活对水的需求量迅猛增加,使得水资源供需矛盾也日益严重。因此,发展节水农业,实行节水灌溉,已成为我国实现农业现代化的关键所在。本文在研究介绍绞盘卷管式喷灌机结构类型及工作原理的基础上,对其运行性能、调速特性以及能耗等进行了分析,指出了单喷头绞盘卷管式喷灌机作业时存在的问题:由于喷射水反作用力的存在,使单喷头移动小车作业时两轮受力不均而出现倾斜,导致不能直线行驶,也不能保证输水管正常卷绕,甚至会造成压苗、伤苗等现象,且喷头喷洒时存在较为严重的漏喷区域。为了有效地解决单喷头移动小车喷灌作业时存在的问题,本文提出并设计了一种小质量逆向联动双喷头移动小车,以实现喷头喷射水反作用力合力方向与输水管运行的方向一致,旨在提高喷灌均匀性,保证喷灌质量。在分析单喷头移动小车受力情况的基础上,从移动小车受力及运动特性的角度,提出垂直式、空间式、垂直空间式以及水平式四种逆向联动双喷头移动小车可行性设计方案,并对四种设计方案的优缺点进行分析比较,择优选择水平逆向联动双喷头移动小车设计方案作为本试验最佳设计方案;为实现两个喷头逆向同步喷洒,本研究对试验装置的驱动方式提出三种设计方案,即依靠自然水压驱动、电机驱动双滑槽凸轮滑块机构及电机驱动皮带轮装置。通过分析比较三种设计方案的优缺点,设计并采用由电机驱动皮带轮以带动偏心盘,再由偏心盘带动滑块连杆机构,以实现对称放置两个喷头的逆向联动喷洒;并对该水平逆向联动双喷头移动小车整套连接装置进行了结构优化设计。设计完成的水平逆向联动双喷头移动小车,可通过调节偏心盘直径的大小来调节喷头喷洒范围,实现了喷头喷洒时角度的可调;进行喷灌作业时对称配置的两个联动喷头实现了逆向同步喷洒。本研究对单喷头移动小车及水平逆向联动双喷头移动小车的性能进行了测试,并在MATLAB语言下对试验数据进行了拟合以及三维图形绘制。通过分析比较单、双喷头喷灌作业时的喷洒曲线、施水量以及小车两轮受力可知:水平逆向联动双喷头移动小车喷灌作业时在稳定性、喷灌均匀性及小车轮子受力平衡性等方面较单喷头移动小车有了很大提高,基本上达到了设计要求,为进一步改进、提高绞盘卷管式喷灌机各项性能提供了理论依据。