设施农业具有湿度大、复种指数高等特点,病虫害多发严重,往往需要进行高频次施药,传统人工喷施容易造成药物中毒、农药残留、环境污染等一系列问题,机械化、智能化、精准化成为现代设施植保的主要发展方向。为实现“减量增效”的植保目标,本文面向设施内空间狭小的作业环境,基于四轮独立驱动/转向（4WID/4WIS）的底盘结构,设计研制灵活移动的自走式静电喷雾机,开发喷雾机自主行走和静电喷雾协调控制软硬件系统,一方面能够深入作物行间实现近距离、超低量对靶精准施药,另一方面可以在不同温室之间实现换场作业,节约农户购置成本。主要研究工作包括以下5个方面:（1）根据设施环境内喷雾作业要求,确定喷雾机主要技术参数与设计方案。完成4WID/4WIS底盘结构与静电喷雾系统设计,确定喷雾机各部分机械结构尺寸,设计减震结构,减缓由于颠簸传给机身的冲击力,并降低震动。对底盘结构进行静力学分析,确保有足够强度与刚度。通过理论计算对喷雾机关键部件选型并根据喷雾元件参数,进行喷雾支架设计。（2）为实现喷雾机温室内自主行走及喷雾作业,将喷雾机控制系统划分为底盘自走控制子系统和喷雾控制子系统两部分,采用主从控制方案分别实现对移动底盘和喷雾系统的控制。根据喷雾机所实现功能和要求进行自走喷雾控制硬件系统设计与搭建,完成控制单元与各驱动器间的接口电路设计,通过标准化接口将各子系统集成为整机控制系统。（3）通过分析单个车轮的运动学约束,建立并分析喷雾机整体运动学模型。进行喷雾机4WID/4WIS驱动运动方式分析,导出各车轮偏转角以及转速的关系,并对喷雾机的控制方案进行分析,为后面的运动控制提供理论基础。根据PID算法对转速进行闭环控制,实现轮速的实时稳定控制。最后,自走控制器根据所获路径信息,结合喷雾机控制方案,将路径信息转换为控制喷雾机行驶的指令,完成整个路径的行走控制。（4）根据喷雾机具体功能需求,基于搭建的硬件系统进行软件设计,完成控制系统软件设计。进行轮毂电机驱动程序设计,通过移植CAN open官方源码CAN festival实现自走控制器与轮毂电机驱动器之间通信。进行步进电机驱动程序设计,发送固定脉冲个数实现步进喷雾机转向控制;设计喷雾程序,控制输出PWM占空比实现喷雾流量调节;采集到超声波传感器信号,完成避障程序设计。（5）根据上述研究内容,在实验室环境中开展喷雾机功能性试验,验证了控制系统的可靠性。试验结果表明:底盘在行驶过程中运动控制精度较高,横向误差在±0.5 cm之间,满足移动要求;叶面平均雾滴沉积量均保持在0.950-1.250μL/cm~2范围之内,所布置检测点的雾滴沉积量的变化小,雾滴分布均匀。本文研制的四轮独立驱动/转向设施静电喷雾机,集自走功能和静电喷雾功能一体,通过深入作物行间实现近距离精准对靶低量喷雾。整机转弯半径小,适合在狭小温室环境中开展自主喷雾作业,降低农药使用量,提高农药利用率,同时由于不需要铺设轨道、桁架等基础设施,节约了农户购置成本,有良好的社会、经济和生态环境意义。