การวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อออกแบบและพัฒนาอุปกรณ์ปั่นเส้นใยฝ้ายให้เป็นเส้นด้ายที่มีคุณภาพ โดยพัฒนาอุปกรณ์ให้แตกต่างจาการปั่นโดยใช้เครื่องปั่นแบบดั้งเดิม (หลา) และเครื่องปั่นแบบ Medehli Charkra (เทคโนโลยีจากอินเดีย) งานวิจัยนี้ได้ออกแบบอุปกรณ์ให้ใช้ระบบไฟฟ้าควบคุมการทำงานทั้งหมด สามารถหมุนสวิทช์ควบคุมความเร็วรอบได้ตามต้องการ นอกจากนั้นยังมีสวิทช์เท้าคอยตัดไฟเมื่อรู้สึกว่าหัวปั่นหมุนเร็วเกินไปซึ่งอาจส่งผลให้เส้นด้ายขาด นั่นคือ อุปกรณ์มีความยืดหยุ่นการทำงานสูงกว่าแบบเดิมส่งผลให้ผู้ใช้มีความสะดวกสบาย สามารถปั่นฝ้ายได้ครั้งละมากๆ โดยไม่เหนื่อย ลดขั้นตอนเมื่อเทียบกับอุปกรณ์แบบเดิม ทำให้มีอัตราการทำงาน (กรัม/ชั่วโมง) สูงขึ้น และสามารถปั่นเส้นด้ายให้ได้ความแข็งแรงมากขึ้น โดยตัวเครื่องมีส่วนประกอบที่สำคัญคือ

          1. หัวปั่นฝ้ายออกแบบให้มีกลไกดูดฝ้ายเข้าไปเก็บไว้ในในกระสวย พร้อมกับตีเกลียวไปในตัว หัวปั่นฝ้ายนี้จะหมุนด้วยการส่งกำลังจากมอเตอร์ไฟฟ้าขนาด 40 วัตต์ โดยหัวปั่นฝ้ายสามารถทำความเร็วรอบได้สูงสุดเมื่อทดรอบแล้วคือ 3000 รอบ/นาที มีชุดปรับเพิ่มลดการดูดเส้นด้าย เพื่อควบคุมความโตของเส้นด้ายตามที่เกษตรกรต้องการ

          2. สวิทช์เท้าสำหรับลดความเร็วเมื่อเกษตรกรรู้สึกว่าหัวปั่นนั้นหมุนเร็วเกินไป เพราะหากหัวปั่นฝ้ายหมุนเร็วเกินไปจะส่งผลให้เส้นด้ายขาดระหว่างทำงาน เมื่อนำมาต่อจะเกิดปุ่มปมบนเส้นด้ายไม่สวยงาม 

          3. โครงเครื่องทำจากท่อ PVC ขนาดของตัวอุปกรณ์มีความกะทัดรัด 30 x 50 x 20 ลบ.ซม. มีน้ำหนักเบา แต่มีความแข็งแรง สามารถเคลื่อนย้ายได้สะดวก 

          4. ชุดอุปกรณ์กรอฝ้ายแบบสมองกลฝังตัวอัตโนมัติ ซึ่งการกรอฝ้ายเป็นขั้นตอนที่สำคัญก่อนจะนำไปทอต้องมีการจัดเรียงเส้นด้ายให้แม่นย า และไม่ขาดระหว่างการกรอ จึงมีการพัฒนาชุดจัดเรียงเส้นด้าย โดยเขียนโปรแกรมสั่งงานให้ Stepping motor เคลื่อนที่ตามคำสั่งและจัดเรียงเส้นด้ายให้มีลักษณะเป็นลูกรักบี้ เพื่อนำไปสู่ขั้นตอนการทออย่างมีประสิทธิภาพ จากนั้นทดสอบเปรียบเทียบความสามารถในการทำงานของอุปกรณ์ที่พัฒนาขึ้นมากับวิธีการปั่นเส้นใยฝ้ายตามแบบที่ผู้ผลิตผ้าฝ้ายนิยมใช้ในปัจจุบัน ผลการทดลองใช้อุปกรณ์ที่ออกแบบและพัฒนาขึ้นมาใหม่ พบว่าผู้ใช้สามารถนั่งในท่าที่สบายและนั่งปั่นได้นานกว่าแบบเมเดลีจักราซึ่งต้องใช้เท้าเหยียบตลอดเวลาและยังปั่นได้เพียงความเร็วรอบเดียว (2000 รอบ/นาที) ไม่สามารถปรับเพิ่มลดตามความถนัดของผู้ใช้ได้ ผลการทดสอบอุปกรณ์ใหม่พบว่าเมื่อใช้ความเร็วรอบของหัวปั่นฝ้าย 2200 รอบ/นาที พบว่ามีอัตราการทำงานเฉลี่ยต่อคนคือ 34.8 กรัม/ชั่วโมง สูงกว่าวิธีการปั่นเส้นใยฝ้ายตามแบบเดิม 1.39 เท่า ประสิทธิภาพในการทำงาน 96.41% ผลการทดสอบคุณภาพเส้นด้ายพบว่าอุปกรณ์สามารถปั่นเส้นด้ายเบอร์ 5NE ซึ่งเป็นเบอร์เส้นด้ายปานกลาง เครื่องปั่นฝ้ายและกรอเส้นด้ายด้วยสมองกลฝังตัวอัตโนมัติ ผู้วิจัยได้แสดงให้เห็นถึงการออกแบบเครื่องปั่นฝ้ายให้เป็นด้ายที่สามารถใช้งานได้ง่าย

          เกษตรกรสามารถปั่นเส้นด้ายเบอร์ใหญ่ (5NE ตามมาตรฐาน ASTMD1907) ซึ่งแต่เดิมเกษตรกร ไม่สามารถทำได้มาก่อน เป็นการลดค่าใช้จ่ายในการนำเข้าเส้นใยฝ้าย หรือต้องซื้อจากโรงงานลง และยังได้ออกแบบ อุปกรณ์กรอเส้นด้ายอัตโนมัติจัดเรียงเข้าหลอดกรอเป็นรูปทรงรักบี้ โดยการเขียนโปรแกรม และบันทึกลงในบอร์ดควบคุมมอเตอร์ โดยการคำนวณขนาดเส้นด้ายให้สัมพันธ์กับความเร็วรอบของการกรอ ซึ่งยังไม่มีผู้ใดประดิษฐ์อุปกรณ์เพื่อปั่นฝ้ายและกรอเส้นด้ายในเครื่องเดียวกันให้กับเกษตรกรมาก่อน ทำให้สามารถนำหลอดกรอด้ายเข้าเครื่องทอผ้าต่อได้ทันที เป็นการลดการสูญเสียเวลา เพิ่มคุณค่าและความสวยงามให้กับเส้นด้ายที่ผลิตจากเกษตรกรพัฒนาผลิตภัณฑ์ OTOP ต่อไป