多旋翼无人机植保技术已广泛应用于多种复杂农作物植保场景中,作业效率大大提高,但农药的利用率仍有待提高。对于具有一定纵深的植株,雾滴较难吸附于植物隐蔽部位,致使防虫防病效果不理想。静电喷雾技术利用静电效应使雾滴吸附于植株隐蔽部位,可有效提高雾滴吸附效果,增加雾滴在靶标正背面的沉积率,进而可提高农药的使用率。因此将无人机植保技术与静电喷雾技术相结合可提高作业效率和施药效果。由于在不同喷雾参数下雾滴沉积效果不同,因此需要研究不同条件下植保无人机静电喷雾雾滴沉积效果,探寻最优理论喷雾参数,对我国实现农药零增长具有重要意义。本文针对多旋翼植保无人机静电喷雾技术的研究主要从以下几个方面展开:(1)雾滴沉积效果影响因素分析对雾滴沉积效果影响因素进行了分析。雾滴沉积效果主要包括雾滴沉积密度、雾滴覆盖率、雾滴沉积均匀性等。影响雾滴沉积效果因素主要分为喷雾参数影响和植株靶标自身特性影响,其中喷雾参数主要包括喷雾压力、喷孔直径、荷电电压等,靶标自身特性包括靶标形状大小、表层结构、表面粗糙程度等。其中喷雾参数为可控因素,本文主要针对喷雾参数对雾滴沉积效果进行了影响分析,并建立了相应的雾滴沉积效果影响方程。(2)模拟喷雾设计基于雾滴沉积效果分析,建立了荷电效果等效方程。将荷电电压对雾滴相关特性影响等效为喷雾压力和喷孔直径等因素对雾滴相关特性的综合影响。基于CFD技术并结合计算机模拟技术建立喷雾模型,喷雾模型中湍流模型采用RNGk-ε湍流模型,并采用粒子跟踪技术,考虑雾滴重力、蒸发等影响因素。喷雾高度根据实际场景进行设置,沉积面为陷阱类型,以实现对雾滴的收集。该喷雾模型设计为后续喷雾模拟实验搭建了模拟环境。(3)雾滴沉积效果测试平台设计完成雾滴沉积效果测试平台的设计。雾滴沉积效果测试平台主要包括雾滴荷质比测试平台、雾滴粒径和雾滴沉积密度测试平台、多旋翼植保无人机静电喷雾系统平台。荷质比测试平台是基于网状目标法测试原理而设计的软硬件平台,其中网层数为3层,上层到下层网孔目数依次为400、250、100。雾滴粒径和雾滴沉积密度测试平台为自行设计的软件平台,主要对雾滴图像进行二值化处理、雾滴标定、粘连雾滴分离、雾滴计数等处理。喷雾模型设计平台为ANSYS软件平台,主要介绍了喷雾模型设计的原理、流程。最后介绍了基于感应式荷电原理而设计的多旋翼植保无人机静电喷雾系统,系统设计包括器件选型、系统搭建等。(4)雾滴特性相关测试试验通过试验对不同喷雾参数下雾滴沉积效果进行研究。通过设计试验方案,进行试验获取雾滴沉积效果试验数据,分析不同参数对雾滴特性的影响。同时通过模拟静电喷雾试验,研究不同条件参数下雾滴沉积分布特性,并建立雾滴沉积分布预测方程。然后进行实际喷雾试验验证理论模型与实际雾滴沉积分布之间的误差。最后分别进行室内和室外多旋翼植保无人机静电喷雾试验,以期验证该静电喷雾系统是否能够高效地应用于实际植保作业场景中。