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一、选题背景及依据（简述国内外研究状况和相关领域中已有的研究成果（文献综述），选题目的、意义，列出主要参考文献）
1.选题背景
传统喷雾方式广泛应用于农业、工业、医疗和环境保护等多个领域，其主要应用场景包括但不限于农作物的灌溉、药物喷洒、实验室试验以及除尘降尘等[1]。这些喷雾方式的结构通常由喷嘴、供水系统、供气系统、控制系统和其他辅助组件构成，在农业应用中，传统的喷雾方式通过人工喷洒和喷雾机进行作业，以达到对农作物的均匀灌溉或喷洒农药。
果园作为果树种植的重要场所，其病虫害的防治对于果树的健康生长和果实的产量与质量具有重要影响[2]。传统喷雾方式通常需要操作者背负沉重的喷雾器进行作业，劳动强度大，对操作者的身体健康构成威胁，因我国果园果树大部分3米左右的高度，导致传统喷雾方式在喷洒过程中往往存在因作业高度不够而喷洒不均匀的问题，导致部分区域药液过量而部分区域药液不足，影响了防治效果，并且在应对不同作业环境时往往存在局限性，如地形复杂、作物类型多样等。当前，随着科技的发展，自走式风送喷雾机已经成为提高农药使用效率、减少农药残留的重要手段。
2.选题意义
针对于我国果园果树大部分3米左右的高度，传统喷雾方式存在多方面的局限性，首先，操作人员需要背负沉重的喷雾设备进行作业，长时间工作不仅容易导致身体疲劳，还可能引发健康问题。其次，在喷洒过程中，喷雾分布往往不够均匀并且作业高度不够，这会导致部分区域药液过量而另一些区域则药液不足，从而影响整体的防治效果。此外，面对不同地形和作物类型时，传统喷雾方法也显示出其适应能力有限，难以灵活应对复杂的作业环境。这些因素共同作用下，限制了传统喷雾技术在实际应用中的效率与效果。
自走式风送喷雾机采用简单的操作方式，显著减轻了操作人员的劳动强度。通过简单的启动操作，操作人员可以轻松完成整个喷雾过程的操作，不仅提高了作业的安全性和舒适度，也更好地保障了操作人员的身体健康。
该设备通过优化喷雾系统和风送系统的设计，实现了对雾滴粒径、喷头流量、喷洒角度等参数的精确控制。这种设计确保了药液能够到达作业高度并均匀覆盖在作物表面，提高了雾滴的沉积率和覆盖率，从而提高了防治效果。
此外，自走式风送喷雾机配备了灵活的传动机构与悬挂系统，以及可调节的喷洒装置和风送系统，使其能够适应不同地形和多种作物类型的作业需求。这种高度灵活性和广泛适应性的设计，使得喷雾作业能够在更为复杂的农田环境中高效进行，满足了多样化农业生产的需求。
自走式风送喷雾机的研发和应用是推动农业机械化发展的重要举措之一，该结构设计的选题意义在于通过技术创新和设计优化，解决传统喷雾方式中存在的效率低、劳动强度大、喷洒不均匀等问题，提升农业喷雾作业的效能和质量[3]。这对于提高农业生产的经济效益、保障人员健康、推动农业机械化发展等方面都具有重要意义。
3.国内外研究背景
（1）国内研究背景
小型风送喷雾机作为一种重要的农业机械设备，在农药喷洒、肥料施用以及液体化学品分布等领域发挥着至关重要的作用[4]。随着科技的进步和农业生产方式的转型升级，小型风送喷雾机的结构设计和性能优化成为当前研究的热点。
近年来，随着农业现代化进程的加快，农业生产对高效、精准、环保的喷雾设备需求日益增加。小型风送喷雾机凭借其轻便、灵活、高效的特点，在农业生产中得到了广泛应用。特别是在一些地形复杂、作物种植密集的区域，小型风送喷雾机更是成为农业的首选[5]。同时，国家对环保和农业可持续发展的重视也为小型风送喷雾机的发展提供了政策支持。政府通过补贴政策和技术支持，鼓励农民和农业合作社采购先进的喷雾设备，以降低人力成本、提高作物产量及质量。这些政策推动了小型风送喷雾机市场的快速发展。
风机系统是小型风送喷雾机的核心部件，主要负责产生风力，将雾滴吹送到作物表面。目前，风机系统的研究主要集中在提高风力和风压的稳定性、降低噪音以及优化气流分布等方面。通过采用先进的流体动力学设计和材料技术，风机系统的性能得到了显著提升[6]。喷雾系统负责将农药或肥料等液体化学品以雾滴的形式喷出。为了提高喷雾效果和减少浪费，研究人员对喷雾系统的喷嘴设计、喷雾压力以及雾滴大小等进行了深入研究。通过优化喷嘴形状和排列方式，以及采用先进的喷雾压力控制技术，小型风送喷雾机的喷雾效果得到了显著提升[7]。
小型自走式机械则是指具有自主行走能力，且体积和功率相对较小的一类机械设备。这类机械目前广泛应用于农业、林业、园艺、市政维护等多个领域，以其灵活性和高效性受到用户的青睐。小型自走式机械的结构设计是其性能发挥的关键，因此，对其结构的研究具有重要意义。
在我国，小型自走式机械的研究起步较晚，但发展迅速。近年来，随着国家对农业、林业等领域的重视程度不断提高，以及人们对高效、环保、智能化机械的需求日益增长，小型自走式机械的研究和应用得到了广泛关注。
在农业领域，小型自走式旋耕机、播种机、收割机等设备的研究和应用取得了显著成果。这些设备不仅提高了农业生产效率，还减轻了农民的劳动强度。在林业领域，小型自走式割灌机、修剪机等设备也逐渐普及，为林业生产和维护提供了有力支持[8]。
此外，我国在小型自走式机械的结构设计、控制系统、动力系统等方面也取得了重要进展。例如，通过优化结构设计，提高了机械的稳定性和耐用性；通过改进动力系统，提高了机械的功率和燃油经济性[9]。
针对我国果园低矮密植的种植特点，国内科研机构和企业成功研制出多种适应此类种植模式的自走式风送喷雾机。这些喷雾机在结构设计上充分考虑了果园的实际需求，如采用三动力输出、风机后置、异形药箱等布置方式，以减小机器体积，提高作业灵活性[10]。同时，通过优化传动系统和动力分配装置，确保风机、液泵、行走装置等关键部件能够协调工作，达到高效喷雾的目的[11]。（如图1-1）
图1-1 低矮密植类自走式风送喷雾机示意图
针对低矮密植果园气体流动的特点，国内研究团队设计了一种圆环双流道风机。这种风机实现了轴向进风、径向出风，有效解决了传统轴流风机喷雾范围受限的问题[12]。通过理论计算和优化设计，确定了风机的主要技术参数，并对其内部气流特性和结构进行了详细分析。此外，还设计了环形喷洒装置，分布于风机出口处，使雾滴能够更均匀地覆盖果树冠层[13]。（如图1-2）
图1-2 圆环双流道风机示意图
为了提高喷雾机的稳定性和可靠性，国内研究团队对传动机构进行了优化设计。例如，设计了分动箱机构，运用Matlab等软件对两级齿轮传动比进行了优化分配；设计了风机无极变速液压传动系统（如图1-3），解决了杆件、皮带传动系统不稳定的问题[14]。这些优化措施不仅提高了喷雾机的作业效率，还延长了其使用寿命。
图1-3 风机无极变速液压传动系统示意图
（2）国外研究背景
国外在小型自走式机械的研究和应用方面起步较早，技术相对成熟。欧美等发达国家在小型自走式机械的设计、制造和应用方面具有较高的水平。这些国家不仅拥有完善的技术标准和规范，还拥有众多专业的研发机构和制造企业。
在结构设计方面，国外小型自走式机械注重轻量化等设计。通过采用优化结构布局等技术手段，提高了机械的可靠性和耐用性，降低了维护成本[15]。通过引入先进的执行机构等技术手段，实现机械的自动化操作，提高生产效率和安全性。
通过采用优化结构布局等技术手段，降低机械的重量和体积，提高机械的灵活性和适应性；同时，通过集成多种功能，实现一机多用，提高机械的利用率和经济效益。环保和节能成为重要研究方向。通过改进动力系统、优化燃油经济性等技术手段，降低机械的能耗和排放，提高机械的环保性能[16]。
国外在自走式喷雾机的悬架系统方面取得了显著成果。例如，John Deere公司所研发的4830系列喷雾机（如图1-4）采用了四轮独立式空气悬架系统，通过空气弹簧和导向柱的配合使用，有效减少了轮胎的动载荷，提高了喷雾机的稳定性和舒适性[17]。此外，该公司还开发了可调阻尼减振器和车身高度稳定系统，进一步提升了喷雾机的作业性能和适应性。
图1-4 4830系列喷雾机示意图
国外在喷雾机的智能化和精准化方面也取得了重要突破。全自动变量喷雾控制系统是其中的代表之一。该系统能够根据车速变化自动调节喷雾作业量，确保单位喷雾作业量保持不变。同时，通过导入GPS地图等信息，实现了喷雾作业的精准控制。此外，部分高端喷雾机还配备了先进的传感器和监测设备，能够监测喷雾效果和环境参数，为农业生产提供科学指导[18]。
环保和节能是喷雾机研发的重要方向之一。为了减少农药的过量使用和环境污染，国外科研人员致力于开发更加精准的喷雾系统和更加环保的喷雾技术[19]。例如，通过优化风机的气流特性和喷洒装置的设计，提高雾滴的沉积率和喷雾效率；通过控制系统减少农药的浪费等。此外，部分喷雾机还采用了油电混合模式等节能技术（如图1-5），降低了能耗和排放[20]。
图1-5 油电混合模式喷雾机示意图
4.引用文献
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[3] 强胜,宋小玲.杂草科学与农业生产安全[J].国际学术动态,2007(04):21-25.
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[8] 樊桂菊,牛成强,张震明.多气流协同式果园V形防飘喷雾装置设计与试验[J].农业机械学报,2022,53(03):138-147.
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