液态肥不仅肥效好、利用率高、增产效果显著,而且对环境污染小,便于生产和运输。液态肥的生产成本低,生产企业可省去生产固态肥中的造粒和干燥等工序所必需的设备,降低了设备的采购维修费用,并避免了过多的能源消耗。液态肥通过液态施肥机施到田间,因此液态施肥机的研发显得尤为重要。本研究查阅了大量相关文献资料,了解分析了国内外液态施肥机的发展动态和存在的问题。根据研究需要,从液态施肥机关键部件施肥机构的结构和工作原理入手,通过理论分析、计算机优化与仿真及试验研究相结合的方法设计了转换器及新的管路系统,并进行了相关试验验证。主要研究工作如下：(1)针对施肥管路系统存在能量损失较大(水头损失较大)等诸多问题,从理论上分析原管路系统能量损失的原因,为设计一种结构简单、布局合理、泄漏点少、节能的输肥管路系统奠定理论基础。对喷肥针肥路接口处进行运动学分析,包括喷肥针肥路接口处运动轨迹及喷肥针肥路接口角度变化分析,并用ADAMS进行运动学仿真分析,更直观的了解喷肥针肥路接口的运动状态,为解决缠绕问题提供理论依据。(2)根据施肥机构中喷肥针肥路接口的运动姿态设计一种由差动轮系机构和空间凸轮机构通过一种特殊的方式组合而成转换器。具有运动合成特性的差动轮系机构是为了解决输肥软管的缠绕问题,空间凸轮机构则用于液态肥的分配。详细的剖析转换器的工作原理。(3)为解决输肥软管的缠绕问题,通过理论计算获得避免输肥软管缠绕的差动轮系传动比。对行星齿轮肥路接口进行运动学分析,包括行星齿轮肥路接口的运动轨迹及接口的转角变化,通过Pro/E进行运动学仿真更直观的了解行星齿轮肥路接口的运动轨迹及接口的转角变化,并将其与喷肥针肥路接口处运动轨迹及喷肥针肥路接口角度变化进行比较分析。(4)采用空间凸轮机构与差动轮系配合,使顶杆做定轴转动与固定不动的空间凸轮配合实现分配器的作用(即喷肥针入土时喷肥和出土时停止喷肥),简化管路系统结构,减少能量损失。对空间凸轮的轮廓建立数学模型,采用Visual Basic6.0编程设计,并通过Pro/E进行运动学仿真验证空间凸轮的机构的运转可行性。(5)运用液态肥肥路转换器设计一种新的输肥管路,优化管路结构以达到节能、减少肥料泄漏避免肥料损失、简化管路的目的。从理论上分析新管路与原管路系统的能量损失情况并通过试验进行了验证。对转换器进行了防缠绕性能检验,通过试验的方法研究新管路的性能,主要是管路压力及液态肥肥路转换器的转速对施肥量的数量关系,并根据总结的规律确定最佳施肥方案。