植保无人机在进行田间喷雾作业时,会遇到障碍物。无人机需要在避障的同时实现对障碍物周围作物有效喷雾覆盖,尽可能减少重喷和漏喷。本文设计了一种实现植保无人机侧喷技术的侧喷装置,以射程、沉积范围、均匀性和粒径作为评价指标,进行了试验研究。此外,本文探究了工作状态下喷嘴声信号与流量的关系,并开展了实验室条件下的试验研究。本文的主要工作内容如下:1)植保无人机侧喷装置设计根据植保无人机避障区域漏喷的特点,设计了一种侧喷装置,该装置可实现对避障区域作物的喷雾作业,且喷雾性能满足喷雾要求。设计了侧喷机构,用于便捷安装在植保无人机上为喷雾系统提供支撑;设计了可编程式摆动机构,用于增加雾滴侧向喷雾输送能力。2)植保无人机侧喷装置验证试验进行了实验室内试验和田间试验,验证侧喷装置作业性能,以射程、雾滴沉积覆盖率和粒径谱分布特点等为评价参数。由室内试验结果可知,该装置在2种压力下的粒径谱符合航空喷雾的粒径要求。喷雾压力0.3MPa时,雾滴体积中径为198.879μm,喷雾压力0.4MPa时,雾滴体积中径为103.415μm。该装置喷雾高度1.5m、喷雾压力0.4MPa时,喷雾分布效果最佳,在0.65～1.45m的射程范围内,喷雾量均大于20mL/min,喷雾量充足,喷雾量最多相差0.13mL/s,喷雾分布均匀。最后,进行了田间试验,验证侧喷装置的作业效果,结果表明,喷雾面与水平面夹角越小,越有利于增加侧喷区域喷雾沉积覆盖率。当夹角为0°和45°时,在侧喷区域形成的沉积范围更大,直线距离均大于2m,同时雾滴沉积覆盖率范围为24.79%～32.08%。证明了该侧喷装置可实现对侧喷区域的有效喷雾作业。3)基于声学方法的流量估计实验室条件下,研究了喷嘴与声压传感器阵列最佳空间位置和喷嘴声学信号与流量的关系。以声压传感器阵列与喷嘴水平距离为试验因子,分析最佳测量位置。结果表明,喷嘴位于圆盘阵列圆心正前方6cm位置,所得声音数据噪声最小确定为最佳位置。之后,通过曲线拟合工具箱,建立了归一化带内功率能量与喷嘴流量拟合曲线,其误差平方和SSE为0.865,拟合标准差RMSE为0.93。这些结果证明了基于声学信号准确估计喷嘴流速的可行性。