新疆作为全国棉花产业的主产区之一,对促进区域经济发展具有积极作用。不断提高植保机械化水平,是保证农业高产、稳产、安全、环保和可持续发展的重要基础。加快研发高效、安全、环保型的植保技术装备,针对性解决新疆地区由于密植栽培模式带来的雾滴无法穿透作物冠层,植株中下部受药效果不良等问题,显得尤为迫切,同时可促进植保机械升级换代,加快提升植保机械作业化水平。本文在国内外喷雾机械研究的基础上,设计了一种密植作物用植保机械分禾装置,通过建立数字化模型与田间试验的结合,以通过性与植株扰动性能的最佳参数组合,确定密植作物用植保机械分禾型式,解决密植作物雾滴无法穿透冠层,提高植株中下部雾滴沉积量等问题。主要研究内容与结论如下:(1)密植棉花作物物理特性的研究。棉花物理特性的调研与分析是设计植保机械分禾装置的必要前提条件。通过田间调研,对新疆密植棉花作物物理特性进行了统计分析,得到了棉株的高度,叶片数量,种植密度,棉杆直径及植株含水率等均会对分禾器的机械性能产生直接影响。通过对分禾装置的工作对象及工作条件进行分析,得出不同调查因子的变化范围,作为分禾装置设计及优化的依据。(2)分禾器曲面的设计。依据对密植棉花作物物理特性的研究,确定了分禾器曲面形式及工作原理,对分禾器曲面进行了理论设计和分析。通过对作用于分禾器上的棉株枝条数量及作用枝条变形量统计分析得到分禾器面板受到的压力;利用Solidworks软件对三种曲面进行有限元分析,确定设计的可靠性。(3)分禾装置的设计及优化。依据对分禾装置的工作对象及工作条件的调研与分析,确定了密植作物用植保机械分禾装置的总体设计,并对关键部件进行了理论分析和设计。通过对分禾器的整体设计,使分禾器不仅对棉花起到分行和保护喷头的作用,还可以在棉花冠层内部撑开一个有利于雾滴扩散的空间,提高施药效果;通过对喷头安装位置的设计,使雾滴最大效用地扩散至分禾器后部区域及两侧的棉花冠层,进一步提升棉花冠层内部的雾滴分布均匀性和药液沉积量。通过棉株的防拖挂设计,使分禾器遇到棉枝交叉缠绕产生过大阻力时保护棉桃。(4)设计参数及分禾部件施药效果试验。按照设计要求,进行设计参数采集试验和分禾装置作业性能试验。经试验,在分禾曲面物理参数一致的情况下,喷雾机在3km/h-5km/h范围内,行走速度越快,分禾器面板所受压力越大;在行走速度相同的情况下,抛物线曲面所受压力最小。因此,抛物线曲面为最优曲面。通过对分禾部件施药效果的试验,证实本分禾部件结构设计可以满足技术要求。