当前我国植保喷雾过程中混药方式多为预混式,存在配液人员直接接触农药、配比误差较大、农药浪费较多等问题。本文设计了基于植保机的在线混药系统,将药箱、水箱分开,实现药水分离,可减少农药对作业者健康的危害,保障操作者安全;可根据作业实际需求调节药水比例,实现精确配比,减少农产品的农药残留,提升农产品品质和附加值;提高农药混合均匀性,提高农药利用率,增加农作物产量;满足精准农业进行精准的配药和施药的要求。本文主要研究内容如下:（1）本文在查阅大量文献的基础上,针对当前混药方式存在的问题以及现有混药装置的不足,设计了一套药水在线混合系统。此系统主要包括取水单元、取药单元、控制单元、喷施单元,解决了药水大系数配比、水流量大区间调节时混药性能难以保证的问题。（2）基于STM32F103R8T6开发板设计了在线混药控制系统;针对在线混药系统中小流量精确取药的问题选用蠕动泵设计精准取药单元;针对取水量控制设计了闭环控制系统精准调控取水量;设计控制系统满足根据实际作业情况对取水泵和取药泵精准调控的需求。（3）设计内置扰流板式混合器,为提高混药系统混药性能。设计混合器主体结构和内部混合单元,并对影响混合器混药性能的注药口角度,扰流板高度、数量、角度、位置等因素进行分析,确定了注药口角度、扰流板角度和高度的取值范围;采用正交试验法对注药口角度、扰流板角度和高度进行实验,采用直观分析和方差分析法确定了混合器优化模型。（4）根据系统设计搭建在线混药系统常压混药和加压混药试验平台,在试验台上进行农药加压和常压状态下系统稳定性试验。采用紫外分光光度法对系统喷施液进行检测,确定混合液浓度,试验表明,在加压1MPa时药水混合浓度的绝对误差和相对误差均有改善,最大相对误差为3.31%,设计系统混药稳定性良好。（5）在加压混药试验平台上,基于高速摄影的图像分析法对农药实时混合系统的混药性能进行定性分析,证明系统具有较好的药水混合性能。在常压混药和加压混药试验平台上,分别改变混药比,进行混药均匀性试验,试验表明:在药水配比1:300～1:3000,农药常压混合时,混合均匀性变异系数整体趋势为随着混药比增大而增大;加压混合时,混合均匀性变异系数均小于5%,最大为3.903%,这说明在加压混合时,在线混药系统混合均匀性能良好。并将试验结果与CFD模拟结果进行对比,证明CFD模型真实、可靠。（6）在加压混药试验平台上,在药水配比1:300～1:3000的范围内进行取水泵变工况试验,对系统混药均匀性进行测定。调节取水量在40～140L/min的范围内改变,在线混药系统混合均匀性系数随着水流量增加而减小,在线混药系统混合均匀性系数均小于5%,证明所设计的系统在水流量改变时仍适用。