施肥施药是农业生产中的重要环节,目前我国的施肥施药机具存在作业精度差、肥药利用率低、作业效率低下和功能单一等问题,难以满足农业现代化需要。针对现存问题,本文提出一种将施肥与施药相结合的复式作业方式,设计了大宽幅对行施肥施药车,适用于行播作物的施肥施药,并试制了样机,进行了田间试验。(1)完成了大宽幅对行施肥施药车整机结构与关键部件设计,确定了施肥施药车的作业幅宽拓展、对行距离调节、作业高度调节、机械除草的工作原理和设计方案,并构建了机具的三维模型。为提高机具操纵的便捷性、稳定性,设计了液压调节系统和基于PLC的控制系统。(2)开展了风送喷雾系统空气流场和施肥施药车中间主机架结构强度的研.究,主要包括2个方面:基于下倾式风送喷雾原理设计了风送喷雾系统,针对分气管提出了不同的设计方案并进行了流场仿真分析,发现取消锥体空腔使气流直接在呈圆管状的进气管内进行分配气流的综合效果最好;对主机架进行了静力学分析和模态分析,结果表明主机架的结构强度和刚度符合设计要求。(3)针对大宽幅对行施肥施药车的作业特点进行了路径规划算法的研究,包括2个方面:根据施肥施药车的机具参数,建立了大宽幅对行施肥施药车的数学模型;提出了一种适用于施肥施药车在平坦大田作业的新型梭式套行路径规划法,使用Matlab软件编写了路径规划系统程序。(4)对样机进行了基本功能调试,包括田间行走、幅宽拓展、作业高度调节、对行距离调节等,样机运行平稳正常;对样机的风送喷雾系统进行了风力测试,结果表明各喷头出口风速分布均匀,平均出口风速为18.42 m·s-1;建立作物苗模型,用清水代替药液,对样机进行了风送喷雾系统药液雾滴到靶效果试验,结果表明雾滴的平均覆盖率在17.746%左右,能够满足施药喷雾要求。进行了基于卫星导航的机具行走对行精度试验,直线度精度与衔接换行精度分别为1.54 cm 与 2.38 cm。