随着农业生产的快速发展,劳动力成本的迅速上升以及人口老龄化趋势的加快,农业劳动力的短缺将成为许多国家面临的普遍问题[1]。在研究和分析了国内外相关喷洒方式与过程的基础上,我们进行了柑橘农药喷洒装置的设计与研发,用于广西区甚至国内网格化和标准化种植的柑橘果园,来降低农药的生态环境污染和提高农药的综合利用率,以达到产生良好经济效益[2]。本课题以升降杆式喷洒装置为实验平台,对仿真柑橘树的喷洒效果进行探究,通过实验与数据分析相结合的方式,探究摆杆角度、风速角度、目标柱距、喷孔直径、喷雾风速、喷雾时间和喷雾压力共7个因素对喷洒效果的影响研究,并采用单因素试验和无交互两因素方差分析,判定各因素对农药喷洒效果的影响大小,遴选出5个主要影响因素。在通过正交试验设计和响应面优化方法,对农药喷洒效果的因素水平进行分析与优化。首先,根据实际要求设计升降杆式喷洒装置的模型,并进行出图、加工和装配,在验证试验平台的可靠性。其次通过预试验进行可控影响因素的筛选,确定试验方法和步骤后进行实验,利用雾滴分析软件进行数据采集和spss数据分析软件进行分析,得出各因素对农药喷洒效果的影响大小。第三,基于筛选出的喷孔直径、喷雾压力、喷雾时间、目标柱距、喷雾风速的5个主要影响因素,并以喷洒效果的沉积量与覆盖率为试验指标,采用正交试验法进行数据采集和优化分析,得出影响规律。第四,采用响应面优化方法对筛选出的3个主要因素进一步优化,对喷洒效果的沉积量、覆盖率和加权目标分别建立二次多项式回归响应面模型,并对模型进行优化,最终获得最优因素水平的取值范围,并进行了喷洒效果的试验验证。通过升降杆式喷洒装置的实验平台搭建,采用预实验和单因素试验筛选主要影响因素、并通过正交试验和响应面优化方法对喷洒效果进行优化,结果表明:对沉积量与覆盖率的加权目标影响重要性由大到小依次为:喷孔直径、喷雾时间、喷雾压力、目标柱距、喷雾风速。通过响应面优化方法获得更准确的响应面函数模型,试验结果对优化后的响应面函数模型进行验证,发现优化后的响应面函数模型与实验结果的最大误差为4.65%。符合喷洒要求。