在棉花的生长中后期由于病虫害现象的存在,致使我们在施药时必须对作物达到精准施药。又由于施药时存在风送式施药风速无法与棉花冠层的稠密度匹配的问题,施药量过多将会导致药液在地面沉积过多造成药液的浪费;施药量过少导致药液无法渗透到冠层中、下层部分,总而言之施药效果不尽人意。本论文对静电施药技术以及风送施药技术进行研究,为分行自适应风送施药与静电施药的结合打下基础。并通过对田间试验采集的棉花冠层点云数据进行处理分析,得到棉花冠层稠密度模型,以此为基础设计了自适应风送控制器。控制器设计包括控制器硬件选型以及软件编写,并且进行了系统测试,测试结果也表明该系统具有较高的使用价值。于此同时研制了体积小、静电功率性能较好的静电发生装置,并对其系统进行荷电性能测试,结果也表明该装置荷电性能较好。本论文主要完成的工作内容有:(1)施药机总体结构的设计。根据国内外静电施药技术和风送施药技术的研究现状以及各方面应用的优劣,设计了分行自适应风送静电施药机的整体结构。(2)建立了棉花稠密度的数学模型。通过田间试验获取棉田棉花冠层的点云数据,经过点云数据分割、点云数据的高度转化、点云数据的划分区域处理分析棉花冠层点云数据。采集相对应棉田的叶片进行实体采集,利用叶面积仪完成棉花叶面积的统计计算。在此之后将处理完成的点云数据与人工计算的叶面积指数真值进行SPSS线性回归分析得出棉花稠密度数学模型。(3)自适应风送系统控制器的硬件选型和软件编程。根据系统需求完成风送自适应控制器的硬件、软件部分。硬件部分主要包括:传感器的选型,控制器的设计,输出模块的选型设计。软件部分主要有:通过利用PyCharm软件和Python语言完成控制器各功能模块设计:实现了通过以太网口抓取激光雷达传感器发送的数据;控制器依据冠层稠密度数学模型对采集点云数据进行处理代入冠层稠密度模型计算得到当前冠层稠密度的值;并实现依据MODBUS-RTU传输协议将控制信号通过串口输出;利用PyCharm软件中的PyQt模块编写人机交互界面。(4)研制静电发生器并进行性能测试。首先对静电发生装置进行需求分析,然后完成电路图设计、PCB板设计及制板、元器件选型以及焊接集成、电路调试、以及最后的静电发生器性能测试,测试结果表明研制的静电发生器满足设计需求。(5)施药机的整体集成测试。将自适应风送系统及静电施药系统集成到施药机上,并通过试验验证自适应风送系统的功能测试及作业效果。对设计的静电施药系统以及自适应风送系统进行双系统的联合测试,测试其作业效果。