王韋韋 謝進(jìn)杰 陳黎卿 劉立超 權(quán)龍哲 劉 路

(1.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院， 合肥 230036； 2.合肥綜合性國(guó)家科學(xué)中心人工智能研究院， 合肥 230036)

0 引言

黃淮海平原小麥玉米輪作區(qū)麥秸覆蓋還田負(fù)效應(yīng)使得夏玉米中后期病蟲(chóng)次生害加劇，影響玉米接穗質(zhì)量和產(chǎn)量水平[1-2]。夏玉米中后期處于8月中下旬，田間溫度高，傳統(tǒng)人工背負(fù)式噴霧施藥效率低下且易造成人員中暑中毒；秸稈還田后，土壤表層、耕層秸稈覆蓋量大，致使大型高地隙噴霧機(jī)行間行走困難，壓苗傷苗率高[3]；乳熟期玉米植株密度大、覆蓋遮擋嚴(yán)重，行間窄且病發(fā)多集中于冠層中部葉片下方，無(wú)人機(jī)噴藥難以穿透葉面，霧滴沉積、均勻性和覆蓋率等方面均難以達(dá)到滿意效果，綜合防治效果不佳[4-5]。

近年來(lái)國(guó)內(nèi)外諸多學(xué)者針對(duì)不同作物噴霧機(jī)械開(kāi)展的研究與靜電噴霧系統(tǒng)相結(jié)合的方法，設(shè)計(jì)了一種雙氣流輔助靜電果園噴霧機(jī)；苑進(jìn)等[6]設(shè)計(jì)了一種基于高地隙噴桿式與隧道式一體的煙草噴霧機(jī)；李龍龍等[7]基于變量噴霧技術(shù)設(shè)計(jì)了一種果園自動(dòng)仿形噴霧機(jī)；CHEN等[8-9]設(shè)計(jì)一種適用高稈作物環(huán)境的履帶自走式行走裝置及轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)；同時(shí)在噴霧機(jī)的噴頭霧化、施藥沉積、霧滴漂移等方面開(kāi)展了性能試驗(yàn)[10-13]。噴霧機(jī)械在惡劣農(nóng)田地面環(huán)境下工作，履帶式行走機(jī)構(gòu)由于穩(wěn)定性和通過(guò)性好，成為農(nóng)業(yè)機(jī)器人移動(dòng)平臺(tái)的首選，劉路等[14]、姜紅花等[15]均采用不同驅(qū)動(dòng)形式的移動(dòng)平臺(tái)搭載噴藥、施肥、采摘、收獲等裝置完成作業(yè)。針對(duì)高稈作物、林果樹(shù)木等冠層高大、枝葉茂密的病蟲(chóng)害防治問(wèn)題，目前噴霧機(jī)均采用脈沖式發(fā)動(dòng)機(jī)熱力霧化藥液，以實(shí)現(xiàn)藥液空間彌散噴施[16-19]。

本文針對(duì)玉米中后期封行后人工施藥勞動(dòng)強(qiáng)度大、作業(yè)效率低、傳統(tǒng)噴霧機(jī)噴藥穿透性差，且窄行距下機(jī)具行走穩(wěn)定性差等問(wèn)題，結(jié)合玉米種植農(nóng)藝和作物冠層病蟲(chóng)害防治的要求，設(shè)計(jì)一種3YZ-80A型履帶自走式玉米行間噴霧機(jī)，滿足600 mm以下的窄行距玉米冠層中部葉片下方病蟲(chóng)害防治的空間要求，并對(duì)噴霧系統(tǒng)作業(yè)過(guò)程中噴管參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，以期為高稈作物窄行距噴霧機(jī)具研發(fā)與改進(jìn)提供技術(shù)支撐和借鑒。

1 整機(jī)方案確定

1.1 設(shè)計(jì)依據(jù)

針對(duì)夏玉米中后期封行后葉下病蟲(chóng)害防治存在的問(wèn)題，結(jié)合玉米種植農(nóng)藝和作物冠層病蟲(chóng)害防治的要求，確定了履帶自走式玉米行間植保噴霧機(jī)的設(shè)計(jì)依據(jù)：

(1)噴霧機(jī)底盤(pán)行走適應(yīng)性：目前小麥秸稈全量還田下玉米免耕直播技術(shù)得到大力的推廣與應(yīng)用，行間地表覆蓋大量秸稈使得傳統(tǒng)輪式底盤(pán)行走通過(guò)性差；根據(jù)種植農(nóng)藝要求玉米行距600 mm為最佳，增產(chǎn)效果最為明顯[20]。

(2)噴施方式：玉米中后期病蟲(chóng)害主要為紋枯病、穗腐病、螟、蚜蟲(chóng)等，且發(fā)病區(qū)多集中玉米冠層中部葉片下方，因此選用行間熱霧彌散的噴施方式，將藥液噴施于冠層中部的葉面及穗部，有效提高了霧滴沉積量和作業(yè)效率。

(3)噴施幅寬及霧滴沉積：根據(jù)已有研究和噴霧經(jīng)驗(yàn)，藥液噴口向行間單側(cè)噴施有效幅寬確定為3～4 m，霧滴體積中徑(VMD)大于等于30 μm。

1.2 整機(jī)結(jié)構(gòu)

3YZ-80A型履帶自走式玉米行間噴霧機(jī)主要由履帶底盤(pán)行走系統(tǒng)、脈沖式熱噴霧系統(tǒng)、控制系統(tǒng)組成，整機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中履帶底盤(pán)行走系統(tǒng)由仿形履帶底盤(pán)、雙驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速器等組成；脈沖式熱噴霧系統(tǒng)由Y型噴管、電控化油器、電磁流量閥、藥箱等組成；控制系統(tǒng)由STM32單片機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器等組成，其控制系統(tǒng)操作界面如圖2所示，包括遠(yuǎn)程遙控和行間自主行走2種作業(yè)模式，其中遠(yuǎn)程遙控作業(yè)模式主要以W5500以太網(wǎng)芯片為核心，采用奧維通BreezeNET DS.11無(wú)線網(wǎng)橋構(gòu)建局域網(wǎng)，人工通過(guò)操作控制系統(tǒng)界面按鍵完成無(wú)線路由器與網(wǎng)橋數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程在線作業(yè)狀態(tài)監(jiān)控、點(diǎn)火、噴霧、熄火等功能。當(dāng)履帶底盤(pán)行走系統(tǒng)完全進(jìn)入玉米行間時(shí)，通過(guò)切換操作界面自走作業(yè)模式按鍵，啟動(dòng)安裝在底盤(pán)正前方的激光雷達(dá)傳感器感知行間兩側(cè)玉米根莖信息，上位機(jī)實(shí)時(shí)處理、規(guī)劃行走底盤(pán)作業(yè)路徑并將驅(qū)動(dòng)信號(hào)傳輸至底盤(pán)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自主行走作業(yè)[21]，整機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1 履帶自走式玉米行間噴霧機(jī)主要技術(shù)參數(shù)Tab.1 Major performance parameters of crawler self-propelled sprayer

1.3 工作原理

履帶自走式玉米行間噴霧機(jī)田間作業(yè)時(shí)，履帶底盤(pán)行走系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先規(guī)劃路徑自主在玉米行間噴施，其工作原理如圖3所示，上位機(jī)根據(jù)行間作業(yè)環(huán)境確定噴霧機(jī)航向偏差、熱噴霧系統(tǒng)狀態(tài)等信息，通過(guò)SBUS協(xié)議將控制指令傳達(dá)至STM32F4單片機(jī)，控制器通過(guò)解析整機(jī)狀態(tài)指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)履帶自走式玉米行間噴霧機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)及熱噴霧系統(tǒng)的控制。其中航向偏差由左右直流無(wú)刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器調(diào)節(jié)PWM占空比方式進(jìn)行控制。通過(guò)I/O接口為脈沖式熱噴霧系統(tǒng)提供控制信號(hào)，完成藥液流量控制、藥箱壓力安全監(jiān)測(cè)以及熱霧機(jī)噴霧啟?？刂?。

2 噴霧機(jī)關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)

2.1 履帶底盤(pán)行走系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1.1履帶自走式驅(qū)動(dòng)底盤(pán)結(jié)構(gòu)

履帶底盤(pán)具有接地比壓小、附著性能優(yōu)、轉(zhuǎn)彎半徑小、越障能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)[22]，成為玉米行間噴霧機(jī)驅(qū)動(dòng)底盤(pán)首選，其底盤(pán)結(jié)構(gòu)如圖4所示，由于玉米行間地表覆蓋大量秸稈，加之耕層崎嶇不平，噴霧機(jī)作業(yè)過(guò)程中易出現(xiàn)顛簸、側(cè)翻等情況，采用對(duì)稱式承重輪、多連桿鉸接支架和減震彈簧等設(shè)計(jì)了一種嵌入在履帶內(nèi)槽的自適應(yīng)仿形減震懸架，確保單側(cè)履帶底盤(pán)的形狀或姿態(tài)在遇障礙地形時(shí)迅速進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整，有效提高了噴霧機(jī)作業(yè)地形適應(yīng)能力。同時(shí)，采用2個(gè)功率為0.5 kW、額定扭矩45 N·m的直流無(wú)刷電機(jī)直聯(lián)差速器作為履帶底盤(pán)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向裝置，兩側(cè)的張緊輪及張緊彈簧確保作業(yè)過(guò)程的脫帶松動(dòng)現(xiàn)象。根據(jù)玉米播種行距要求，確定履帶底盤(pán)外形尺寸(長(zhǎng)×寬×高)為1 400 mm×380 mm×250 mm。

2.1.2轉(zhuǎn)向系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)功率計(jì)算

履帶自走式驅(qū)動(dòng)底盤(pán)作業(yè)阻力包括作業(yè)阻力和轉(zhuǎn)向阻力，其中轉(zhuǎn)向時(shí)的功率消耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于直線作業(yè)功率消耗。圖5為履帶底盤(pán)接觸地面核心域受力圖，O為履帶底盤(pán)轉(zhuǎn)向中心，圖中箭頭方向表示履帶底盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)方向。

假定噴霧機(jī)底盤(pán)重心位于履帶底盤(pán)接地面核心區(qū)域以內(nèi)，陰影區(qū)域長(zhǎng)、寬分別代表整機(jī)橫向偏心距C、縱向偏心距e，由轉(zhuǎn)向時(shí)的平衡條件可得

(1)

式中B——履帶中心距，m

G——履帶質(zhì)心位置總重量，N

f——滾動(dòng)阻力系數(shù)

Fl——左側(cè)履帶轉(zhuǎn)向阻力，N

Fr——右側(cè)履帶轉(zhuǎn)向阻力，N

履帶驅(qū)動(dòng)底盤(pán)轉(zhuǎn)向阻力矩為

(2)

其中

(3)

(4)

式中L——履帶接地長(zhǎng)度，m

μ——轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)

Mμ——履帶底盤(pán)轉(zhuǎn)向阻力矩，N·m

Ml——左側(cè)履帶轉(zhuǎn)向阻力矩，N·m

Mr——右側(cè)履帶轉(zhuǎn)向阻力矩，N·m

當(dāng)履帶驅(qū)動(dòng)底盤(pán)向左側(cè)轉(zhuǎn)向時(shí)，則左、右履帶輪轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)力為

(5)

由式(5)可知，左右驅(qū)動(dòng)力隨著縱向偏心距的增加而減小，橫向偏心距偏于一側(cè)，則該側(cè)的驅(qū)動(dòng)力增加，同時(shí)另一側(cè)的驅(qū)動(dòng)力減小。

履帶驅(qū)動(dòng)底盤(pán)的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)力矩、功率分別為

(6)

式中Mmax——履帶驅(qū)動(dòng)輪最大驅(qū)動(dòng)力矩，N·m

Wmax——履帶驅(qū)動(dòng)輪最大驅(qū)動(dòng)功率，kW

r——驅(qū)動(dòng)輪節(jié)圓半徑，m

v——驅(qū)動(dòng)輪線速度，m/s

本文所設(shè)計(jì)的3YZ-80A型履帶自走式玉米行間噴霧機(jī)滿載質(zhì)量m為100 kg，履帶中心距B為0.35 m，履帶接地長(zhǎng)度L為1.0 m，驅(qū)動(dòng)輪節(jié)圓半徑r為0.02 m，橫向偏心距C取0.175 m，縱向偏心距e取0.16 m，轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)μ和滾動(dòng)阻力系數(shù)f分別取0.6、0.11[14]。計(jì)算可得履帶驅(qū)動(dòng)輪最大驅(qū)動(dòng)力矩Mmax為15.68 N·m，履帶驅(qū)動(dòng)輪最大驅(qū)動(dòng)功率Wmax為0.94 kW。

2.2 脈沖式熱噴霧系統(tǒng)設(shè)計(jì)

脈沖式發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后噴管內(nèi)的高溫?zé)崮芎兔}沖紊流動(dòng)能將進(jìn)入噴管內(nèi)的藥液流熱力霧化成細(xì)小霧滴群流向噴霧對(duì)象彌散[23]。圖6為脈沖式煙霧機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖，主體結(jié)構(gòu)由燃燒室與噴管構(gòu)成，整個(gè)噴霧系統(tǒng)主要依靠脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒后管內(nèi)氣流的自激自吸形成脈動(dòng)燃燒振蕩過(guò)程，并利用振蕩過(guò)程中燃燒室內(nèi)熱氣流的壓力波動(dòng)實(shí)現(xiàn)油箱自動(dòng)吸油、化油器吸氣及藥箱自動(dòng)泵藥，無(wú)需額外安裝供油泵、供氣泵及供藥泵等裝置。結(jié)合玉米成熟期果穗層高度為600～1 000 mm，整機(jī)高度確定為780 mm，噴管口設(shè)計(jì)成Y形結(jié)構(gòu)，確保有效霧化流液呈扇形向玉米行間兩側(cè)彌散。為了使噴藥系統(tǒng)的啟停、噴藥量實(shí)現(xiàn)智能化控制，將傳統(tǒng)化油器節(jié)氣門(mén)設(shè)計(jì)為電控開(kāi)關(guān)閥，同時(shí)在主藥液管道中部安裝單向電磁流量閥，通過(guò)遠(yuǎn)程端完成調(diào)控。設(shè)計(jì)容積15 L的長(zhǎng)方體藥箱安裝于履帶底盤(pán)中部，提高整機(jī)底盤(pán)接地面重心作業(yè)穩(wěn)定性。

藥液霧滴粒徑?jīng)Q定熱噴霧系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)，霧滴粒徑越小，覆蓋面積就越大，隨著覆蓋面積的增大，藥液與病蟲(chóng)害接觸的幾率會(huì)增加。當(dāng)脈沖式發(fā)動(dòng)機(jī)功率確定時(shí)，噴管的結(jié)構(gòu)參數(shù)是影響藥液霧化程度及霧滴粒徑的關(guān)鍵因素[24]。

3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果分析

3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

為了驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的3YZ-80A型履帶自走式行間噴霧機(jī)性能的可靠性，為尋求噴霧系統(tǒng)作業(yè)過(guò)程中噴管參數(shù)的最優(yōu)狀態(tài)，選取對(duì)噴霧質(zhì)量影響較大的噴射角x1、藥液嘴在噴管上的位置x2、噴施距離x3作為試驗(yàn)因素，以霧滴體積中徑(Volume median diameter，VMD)D50為噴霧系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用HELOS型激光粒度分析儀進(jìn)行霧滴粒徑測(cè)定，每個(gè)工況下油門(mén)開(kāi)度及藥液流量一致，正交試驗(yàn)的每組試驗(yàn)重復(fù)5次，統(tǒng)計(jì)后取平均值。試驗(yàn)因素與編碼如表2所示，3種不同參數(shù)的噴管組合如圖7所示。

表2 試驗(yàn)因素與編碼Tab.2 Factors and codes of experiment

3.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

根據(jù)Box-Behnken中心組合設(shè)計(jì)三因素三水平分析試驗(yàn)，共進(jìn)行17組試驗(yàn)，試驗(yàn)方案及結(jié)果如表3所示，X1、X2、X3為試驗(yàn)因素編碼值。

表3 Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Tab.3 Design and results of Box-Behnken experiment

3.3 回歸模型構(gòu)建與顯著性分析

應(yīng)用Design-Expert 軟件對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行多元回歸擬合分析，得霧滴體積中徑D50的回歸模型為

(7)

表4 Box-Behnken二次回歸模型方差分析Tab.4 ANOVA of modified model of Box-Behnken

3.4 響應(yīng)面分析

為了分析因素間交互作用對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的影響，采用固定某一因素處于中間水平，分析其他兩個(gè)因素對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的交互影響，噴射角、藥液嘴位置、噴施距離等交互因素對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)霧滴體積中徑D50影響的響應(yīng)面如圖8所示。由圖8a可知，當(dāng)噴口與受液表面的噴施距離處于中間水平，即x3=2.0 m，藥液嘴在噴管上的位置和噴射角交互項(xiàng)對(duì)霧滴體積中徑D50影響顯著，在同一噴頭角度下，D50隨著藥液嘴在噴管上的位置的增大呈先增大后減小，藥液嘴在噴管上同一位置時(shí)，D50隨著噴射角的增加呈先減小后增大趨勢(shì)。由圖8b可知，當(dāng)藥液嘴在噴管上的位置為中間水平，即x2=700 mm，噴射角與噴施距離對(duì)霧滴體積中徑D50的交互作用極顯著，當(dāng)噴施距離為較低水平時(shí)，D50隨著噴射角的增大而減小，噴施距離處于較高水平時(shí)，D50隨著噴射角的增大而增大。由圖8c可知，當(dāng)噴射角處于中間水平時(shí)，即x1=90°，藥液嘴位置與噴施距離對(duì)霧滴體積中徑D50的交互作用顯著，當(dāng)藥液嘴在噴管上同一位置時(shí)，D50隨著噴施距離的增加呈先減小后緩慢增加趨勢(shì)，當(dāng)噴霧機(jī)噴施距離處于同一水平時(shí)，霧滴體積中徑D50隨著藥液嘴在噴管上位置的增大呈先增大后減小趨勢(shì)。

3.5 最優(yōu)參數(shù)確定

根據(jù)方差分析和響應(yīng)面分析結(jié)果，在滿足玉米行間噴霧作業(yè)要求的前提下，利用Design-Expert 8.0.6軟件中的優(yōu)化模塊對(duì)回歸模型進(jìn)行求解，剔除弱顯著項(xiàng)，結(jié)合熱煙霧機(jī)性能試驗(yàn)等相關(guān)理論依據(jù)確定優(yōu)化約束條件方程為

(8)

求解的最優(yōu)水平組合參數(shù)為：噴射角為60°、藥液嘴在噴管的位置為距離燃燒室末端610 mm、煙霧機(jī)噴口與受液表面的噴施距離為2.37 m。

4 田間試驗(yàn)

4.1 試驗(yàn)條件

試驗(yàn)于2020年8月28日在安徽省宿州市埇橋區(qū)灰古鎮(zhèn)安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)皖北試驗(yàn)站(116°97′E、33°63′N)玉米種植基地進(jìn)行。參照DG/T 031—2019《熱煙霧機(jī)性能試驗(yàn)方法的一般規(guī)定》和JB/T 9782—2014《噴霧機(jī)械 通用試驗(yàn)方法》進(jìn)行3YZ-80A型履帶自走式行間噴霧機(jī)田間作業(yè)性能測(cè)定[25]。如圖9所示，試驗(yàn)地塊面積為800 m2，土壤類型為砂姜黑土，含水率為12.8%，堅(jiān)實(shí)度為0.75 MPa，種植模式采用秸稈全量覆蓋地免耕直播模式，試驗(yàn)玉米品種為安農(nóng)591，行距為60 m，株距為25 cm，株高為1.8 m，種植密度為4 200株/hm2，玉米行間地表秸稈覆蓋量均值為1.02 kg/m2，試驗(yàn)期間脈沖式熱噴霧機(jī)油門(mén)開(kāi)度為90°，脈沖頻率為100 Hz，外界風(fēng)速低于0.5 m/s，試驗(yàn)用介質(zhì)為清水、霧加寶穩(wěn)定劑。

4.2 試驗(yàn)指標(biāo)及測(cè)量方法

田間噴霧區(qū)域霧滴沉積分布特性參數(shù)檢測(cè)多利用油盤(pán)或水敏試紙[26-27]。為檢測(cè)履帶自走式行間噴霧機(jī)作業(yè)速度和霧滴沉積量的關(guān)系，控制履帶底盤(pán)行走系統(tǒng)作業(yè)速度為0.6、0.9、1.1、1.3、1.5 m/s，在玉米行間兩側(cè)由近至遠(yuǎn)每隔400 mm的方式在葉片上布置編號(hào)1～10的水敏試紙，設(shè)置布樣高度為1.2 m。田間水敏試紙分布情況如圖10所示。

4.3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

利用Deposit scan霧滴掃描軟件對(duì)布樣的水敏試紙進(jìn)行掃描，獲取單面面積霧滴個(gè)數(shù)和霧滴覆蓋率；由于每個(gè)工況下履帶自走式行間噴霧機(jī)作業(yè)速度恒定，玉米行兩側(cè)的每一列相同編號(hào)的水敏試紙均視為重復(fù)試驗(yàn)，取測(cè)量平均值。

如圖11所示，當(dāng)速度為0.6 m/s時(shí)，1～3列的葉片上霧滴覆蓋率維持于較高水平，當(dāng)噴施幅寬大于2 m時(shí)霧滴覆蓋率下降增快；其中7～9列的霧滴覆蓋率維持于一個(gè)較低水平，藥液彌散至第10列時(shí)，霧滴覆蓋率不足10%。根據(jù)檢測(cè)的霧滴粒徑，前3列霧滴覆蓋率較高，霧滴粒徑散度較大，所測(cè)得均值粒徑誤差較大。隨后隨著距離增加，霧滴體積中徑D50逐步減小。當(dāng)距離到噴霧有效區(qū)域邊緣時(shí)，霧滴粒徑較小，可能受空氣影響較大。

結(jié)果表明作業(yè)速度在0.6～1.1 m/s范圍內(nèi)，前3列的同一冠層高度的霧滴覆蓋率基本相同，噴施較遠(yuǎn)區(qū)域的霧滴覆蓋率隨著作業(yè)速度增加而降低，霧滴覆蓋率大于10%的有效噴施幅寬為6～8 m；作業(yè)速度為1.5 m/s時(shí)，霧滴覆蓋率逐步降低，霧滴覆蓋率大于10%的有效噴施幅寬不足4 m。由此可得，隨著作業(yè)速度提高，3YZ-80A型履帶自走式行間噴霧機(jī)有效防控作業(yè)面積明顯下降。

5 結(jié)論

(1)針對(duì)夏玉米中后期封行后葉下病蟲(chóng)害防治難的問(wèn)題，結(jié)合玉米種植農(nóng)藝和作物冠層病蟲(chóng)害防治的要求，設(shè)計(jì)了3YZ-80A型履帶自走式玉米行間植保噴霧機(jī)，整機(jī)設(shè)計(jì)緊湊，能夠滿足于600 mm的窄行距玉米冠層中部作業(yè)的空間要求，操作簡(jiǎn)便，智能化程度高。

(2)設(shè)計(jì)了自適應(yīng)地表的仿形履帶驅(qū)動(dòng)底盤(pán)，有效提升噴霧機(jī)在大秸稈量地表的越障能力；設(shè)計(jì)了Y形噴頭，有效提高行間作業(yè)幅寬，并通過(guò)三因素三水平二次旋轉(zhuǎn)正交組合試驗(yàn)，建立了噴管評(píng)價(jià)指標(biāo)與各影響因素的數(shù)學(xué)回歸模型，分析了顯著因素對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的影響變化規(guī)律，得到噴管最優(yōu)組合參數(shù)：噴射角60°、藥液嘴在噴管的位置為距離燃燒室末端610 mm、煙霧機(jī)噴口與受液表面的噴施距離為2.37 m。

(3)田間試驗(yàn)表明隨著作業(yè)速度提高，3YZ-80A型履帶自走式行間噴霧機(jī)有效防控區(qū)域顯著降低。當(dāng)作業(yè)速度在0.6～1.1 m/s范圍內(nèi)，霧滴覆蓋率大于10%的有效噴施幅寬為6～8 m；當(dāng)作業(yè)速度為1.5 m/s時(shí)，霧滴覆蓋率大于10%的有效噴施幅寬不足4 m。