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安全高效喷药对于果园的生产管理有着重要的意义。现阶段,我国果园植保机械和农药使用技术落后,工人劳动强度大,农药的有效利用率低,农药浪费和环境污染问题突出。风送式喷雾机利用风机产生的高速气流引导药液的输送和二次雾化,改善了喷雾质量和药液沉积率。在线混药技术可以实现对药液浓度的实时调节,避免了操作人员与农药的密切接触,是果树变量施药技术的辅助手段之一。为提高果园风送式喷雾机的作业性能,本文研制了一套果园实时混药风送式变量喷雾系统,采取数值模拟和试验研究等方法,对控制系统设计、关键部件开发和性能测试等方面内容开展了研究,主要研究工作及结果如下:1)设计了一套悬挂式果园实时混药风送式变量喷雾系统,该系统作业时可同步实现实时混药与变量喷雾的功能,基于蠕动泵与静态混合器设计的实时混药模块与基于测速单元与冠形探测单元设计的变量喷雾模块分别单独控制,可根据不同施药需求同时精确添加多种农药,并根据车速及树冠体积大小不同实时调整施药量。该系统的控制系统以STM32为核心,由电源单元、供水控制单元、供药控制单元、无线通讯单元、数据存储单元、测速单元和冠形探测单元组成,可满足实时混药与变量喷雾协调控制的要求。2)构建SK、SX、SD三种不同类型静态混合器的三维模型,基于计算流体力学,运用Fluent软件,采用SIMPLEC算法对SK、SX和SD型3种静态混合器进行数值模拟计算,分别对三种静态混合器的速度场、湍动能和第二相体积分数进行分析。数值模拟计算结果表明,SX型静态混合器综合性能更佳,能更快地使农药与水均匀混合。静态混合器混合试验表明,模拟结果与试验结果较好吻合,为静态混合器在果园实时混药作业中的应用提供了参考。3)对实时混药模块进行药流量控制试验、混药稳定性试验、混药均匀性试验。试验表明,药流量从24ml/min调节至108/min的运行时间小于0.30s,从108ml/min恢复到24ml/min用时0.28s。混药稳定性和混药均匀性试验的结果表明,实际浓度与目标浓度的相对误差小于4.33%;药液浓度的变异系数小于4.98%。实时混药模块试验表明实时混药模块满足设计要求。4)对变量喷雾模块进行测速试验和仿形试验。试验表明,测速试验结果的最大相对误差为1.97%,测速单元能对拖拉机行走速度进行准确测量。仿形试验结果的最大相对误差为15.4%,冠形探测单元修正系数k1取值为1.15。变量喷雾模块性能测试在平均2km/h和4km/m的行车速度条件下,最大相对误差为16.2%。变量混药模块试验表明变量喷雾模块的工作性能基本能满足果园施药要求。