宁夏回族自治区是枸杞的原产地和主产区,目前全区枸杞种植面积超过90万亩,预计在2020年将稳定在100万亩左右,占全国种植面积一半以上,种植枸杞已成为宁夏农民创收的重要手段,也为宁夏地区农村经济的发展提供了保障。为了提高枸杞的产量与质量,对枸杞病虫害防治已成为必不可少的环节,目前枸杞生产中病虫害防治以药剂为主,而药剂防治主要通过不同施药药械、采用不同喷洒方法达到防病治虫的效果,所以药械及施药技术是直接影响防治效果的关键因素。本论文在大量调研的基础上,结合宁夏地区特殊的气候条件与枸杞喷药作业的农艺要求,运用SolidWorks软件,完成定向风送式枸杞喷雾机各零部件的绘制以及整机的运动仿真,缩短了机具的设计时间;运用ANSYS软件对喷雾机机架进行了强度分析,运用FULUNT软件进行气流的速度场分析,选择了一种工作效率高的蜗壳式离心风机,最后对设计的喷雾机进行了性能试验和田间试验。本文研究的主要内容如下:(1)针对宁夏地区常年多风的气候条件,设计了一种受自然风影响较少的定向风送式枸杞喷雾机,作业性能达到了枸杞田间施药的要求。在结合前期的研究成果和和大量调研的基础上确定了定向风送式枸杞喷雾机的总体设计方案。根据田间作业的要求,确定动力传递路线,合理分配传动比,使风机、液泵、行走装置获得各自所需的功率和工作速度,保证了机具在田间的正常工作。(2)在前期研制的门式枸杞喷雾机的基础上,添加了风送系统,并运用风量置换原理,完成了风量的计算,以此为依据选择了 4-72离心式风机作为风送系统的风源。运用FLUENT对风机和整个风送系统进行了软件仿真,仿真结果表明,设计的风送系统可以满足风力辅助施药的需要。(3)设计了多自由度调节装置,可使喷雾机适应不同生长时期枸杞的施药要求,大大提高了喷雾机的适用性。通过理论计算设计了一种鸭嘴型出风口,使出风口处的风速大于31m/s,满足了风量置换对出风口风速的要求。(4)通过对定向风送式枸杞喷雾机的自身性能试验,确定了定向风送式枸杞喷雾机喷头距离枸杞植株的最佳喷雾距离和最佳喷雾压力,当喷雾压力为0.4Mpa,中间吊杆上的喷头距离枸杞植株150mm,两吊杆上喷头距离枸杞植株400mm时,施药效果最佳。通过试验测定了使用定向风送式枸杞喷雾机施药时的药液沉积变异系数,试验证明,使用定向风送式枸杞喷雾机施药,药液沉积量变异系数约为2.57%,喷雾机在喷药作业过程中药液沉积量比较均匀。(5)对定向风送式枸杞喷雾机与枸杞基地常用的传统喷雾机的进行了对比试验,试验表明与施药效果较好的防风式喷雾机比较,定向风送式枸杞喷雾机每公顷可节省药液212L。当在自然风较大的情况下施药,使用定向风送式枸杞喷雾机枸杞叶面和叶背的药液覆盖率变化不大,分别为55%和51%,而传统枸杞喷雾机由于受到风力的制约,药液覆盖率则会显著降低。