病虫害防治是水果产量和质量的重要保障。当前,风力辅助式喷雾机因其穿透性强、雾滴均匀,常用于林果病虫害防治。但是对植株较小、冠层稀疏的幼树期果树,采用相同的施药方法存在果树间隙无效喷雾、雾滴飘移加剧的问题,从而导致药液利用率低、环境污染严重等问题,同时过度施药也引发人们对食品安全的担忧。为减少药液施用量,提高农药利用率,本研究针对幼树期果树冠层施药环节存在的问题依次进行了如下探究:（1）针对风力辅助喷雾存在果树间隙无效喷雾、加剧雾滴飘移的问题,本研究开发了基于激光测距传感器的林果直接液力式精准对靶施药车。该施药车通过激光测距传感器对果树冠层进行识别定位,并通过数据采集卡将位置信息传递至控制系统,控制系统结合施药平台移动速度和航向角对靶标位置实时定位,并在适当时机将喷雾信号传递至施药系统,施药系统执行喷雾动作,进而实现精准施药,并通过电子流量计将喷雾量进行记录。同时,本研究基于MFC开发了多线程控制软件,实现精准施药车探测系统、控制系统和施药执行系统的独立运行。（2）药液从喷头喷出后在空气和表面张力作用下雾化成雾滴群,经短时间飞行后作用于靶标表面,完成施药过程。在此过程中,雾滴飘移和撞击靶表时的反弹等都是降低农药利用率的关键因素。现阶段研究表明雾滴粒径和速度是影响雾滴飘移和反弹的主要因素。因此,本研究利用相位多普勒粒子分析仪（PDPA）对农林常用平扇形喷头喷雾场雾滴粒径和速度分布进行测量和分析,按照从线到面最后扩展到体的方法分别对喷雾轴线、长轴面和三维喷雾场雾滴特性进行分析、拟合,建立了基于喷雾压力、喷雾角和等效出口孔径的平扇形型喷头三维雾化场粒径和速度模型,并通过实际试验进行验证。验证结果表明,雾滴粒径实际试验数据与理论数据的平均绝对误差和相对误差分别为25.13μm和8.79%;雾滴速度实际试验数据与理论数据的平均绝对误差为0.53 m/s,相对误差为12.80%,误差值较小。（3）在施药作业中,喷雾均匀性是衡量喷头质量和预估喷雾效果的重要指标。现阶段,指定喷雾高度断面上的雾滴粒径分布跨度和沿长轴喷雾沉积量分布是检验喷雾均匀性的主要方法,然而该方法忽略了三维喷雾场沿施药运动方向存在一定的厚度。基于此,本研究提出了喷雾断面雾滴粒径分布跨度变异系数、液量分布变异系数和体积中值直径分布变异系数相结合的方法对喷雾均匀性进行评价,随后讨论了喷头喷雾角、等效出口孔径、喷雾距离和喷雾压力对喷雾均匀性的影响,并通过雾滴沉积试验验证了利用喷雾均匀性和喷头三维雾化模型预测喷雾沉积效果的可行性。