摘要
我国农药生产量、使用量一直位居全球第一，大量农药的使用不仅危害环境，同样会危害人体健康，国家因此大力发展农药替代技术，实施绿色农业。电生水植保技术是一种无污染、无残留的绿色植保技术，为农药替代指出了一个新思路。本文针对大田经济作物对农药替代型植保技术和作业装备的需求，基于电生水技术，将电生水植保技术与高地隙作业底盘技术相结合，设计了一款电生水高地隙生态植保车，从源头上解决了农药减量增效，为现代农业实现绿色发展提供了新的研究方向。本文的主要研究内容如下： （1）对电生水制取装置进行了设计，提出设计要求，确定制取装置各零部件参数。介绍制取装置的系统组成和工作原理，对电解槽、电解电源、供液泵、流量计等主要零部件进行了选型设计；设计了气液混合装置。 （2）基于不同作物、不同病害防治模式，制定高地隙底盘总体设计方案，确定其轮距、离地间隙和驱动方式，分析了驱动电机功率和转向电机转向扭矩，设计了车轮支撑、轮距调节装置、车架等主要结构。建立动力学特性分析模型，经过分析得纵向极限翻倾角为56.3°、滑移角为38.65°，横向极限翻倾角为48.2°、滑移角为35.75°。基于单片机STM32设计控制系统。使用有限元分析法，在有限元分析软件中对车架进行静力学分析，从结果云图中可知，车架应力集中和变形情况小，则车架安全性、稳定性高，设计合理，对整车的进一步研发提供了理论支撑。使用三维建模软件对整车进行三维建模并装配。 （3）对植保车进行样机试制，测试其工作参数以及电生水喷施后30min内衰减情况，测试结果表明电生水在30min内相对稳定。进行抑菌试验和病害防治试验，抑菌试验表明电生酸水浓度pH为2.5、氧化还原电位为1150mV、有效氯含量为90mg/L，用量为1ml的处理杀菌性最好，且随着浓度降低、处理用电生水量减小，杀菌效果变差。田间生姜炭疽病防治试验表明电生酸水浓度pH为2.7、氧化还原电位为1120mV、有效氯含量为85mg/L，间隔喷施天数为5天的处理防效最好，防效为83.5%；极差分析结果显示对于防效的影响电生酸水浓度要优于间隔喷施天数，方差分析结果显示电生酸水浓度与间隔喷施天数均对防效显著。 综合样机测试与试验结果表明，高地隙电生水植保车样机的功能要求和工作性能均能满足设计要求，实现了大田作物的病害防治工作，解决了现有电生水植保机械不能适用于大田作物的问题。
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