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針對我國缺乏相對高效廉價施藥機具的現(xiàn)狀，以創(chuàng)新、實用、經(jīng)濟和環(huán)保的設計原則，研制出一種適用于精細農(nóng)業(yè)的高效輕便型自動噴灑農(nóng)藥機，在單片機的基礎上給出了車載自適性穩(wěn)定平臺、噴灑系統(tǒng)及遙控系統(tǒng)的設計方法與解決方案。試驗表明該機系統(tǒng)簡單，性能良好，占地空間小，布置方便，動力消耗小，環(huán)境友好，較好地解決了人機分離作業(yè)，提高農(nóng)藥有效利用率，改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境等問題，進而提高了農(nóng)機品質(zhì)。

作品設計的基本思路
(一)自動噴灑農(nóng)藥機的結構設計
1、車載自適性穩(wěn)定平臺機械機構設計車體在田地中作業(yè)，為避免車體搖擺對噴頭指向的影響，采用自適性穩(wěn)定平臺，噴槍桿臂安裝在內(nèi)框架上，內(nèi)框架支承在外框架上，其旋轉(zhuǎn)軸線垂直車體的首尾線；外框架又支承在基座上，其旋轉(zhuǎn)軸線平行且偏置于首尾線。基座架固定在車體上。
2、噴頭的結構設計長度不同的噴槍桿臂的可根據(jù)不同的需要安裝穩(wěn)定平臺上，噴頭安裝在桿臂頂部，噴頭體上安裝多個小噴嘴，通過調(diào)整小噴嘴軸線之間的夾角來調(diào)整噴嘴的噴霧方向。
（二）自動噴灑農(nóng)藥機檢測與控制系統(tǒng)設計
(1)傳感器層的設計
本系統(tǒng)采用單軸陀螺儀ENC-03模塊，為單軸角速度傳感器。
橫搖結構包括橫搖步進電機、橫搖軸、內(nèi)框；縱搖結構包括:縱搖步進電機、縱搖軸、外框。橫搖、縱搖軸上各安裝一個陀螺儀傳感器，當平臺傾斜時，分別感應出橫搖軸、縱搖軸的角速度，經(jīng)積分處理后轉(zhuǎn)換成角度，并產(chǎn)生正比于偏角大小的信號。
(2)信號采集執(zhí)行層、顯示層、控制層的設計
由于陀螺儀送出模擬信號，須經(jīng)信號采集單元采集，即將A\D模塊轉(zhuǎn)換后送到處理單元.多次采集取平均值消抖。
本系統(tǒng)采用AVR單片機對縱橫搖信號進行處理，輸出控制信號。高性能低功耗的AVR具有先進的RISC結構：133條指令，大多數(shù)可以在一個時鐘周期內(nèi)完成；32*8 通用工作寄存器加外設控制寄存器；工作于16MHZ時性能16MIPS。
采用顯示模塊，顯示出橫縱搖偏轉(zhuǎn)角度，方便觀測調(diào)節(jié)動向。
單片機輸出的控制信號給L298的四個輸入端，四個輸出端接兩相四線步進電機，控制步進電機正反轉(zhuǎn)實現(xiàn)調(diào)節(jié)。
（3）小車遙控系統(tǒng)的設計
采用單片機和套裝搖控芯片實現(xiàn)。主要由發(fā)射模塊，接受模塊，驅(qū)動模塊，及單片機組成。控制部分主要考慮按鍵的設計，遙控器上的5個控制鍵控制遙控車的運動，分別是：前進、后退、向左、向右、停止。小車通過接受遙控器發(fā)來的信號來完成相應的動作。

三、作品的創(chuàng)新點
應用自適性穩(wěn)定平臺和遙控技術實現(xiàn)智能噴灑的設計方案，解決農(nóng)業(yè)機具精確定位噴灑問題是國內(nèi)外首創(chuàng)。
四、作品的技術關鍵
（1）本系統(tǒng)自適性平臺設置為軸心偏置結構，縮小了占地空間，減輕了平臺的重量便于電機的驅(qū)動。其技術關鍵在于確定兩個軸向的平衡位置。
（2）系統(tǒng)的控制策略是關鍵，設計適合的控制器，提高整個穩(wěn)定平臺的控制精度。
五、作品主要技術指標
（1）方位驅(qū)動范圍為±60°;俯仰驅(qū)動范圍為- 60°～60°。
（2）自適性平臺可在平臺傾角小于等于60°范圍內(nèi)任意位置能鎖定。
（3）電機運動速度：方位運動速度為0 . 1°/ s～2°/ s ；俯仰運動速度為0. 1°/ s～1. 5°/ s 。
（4）抗風能力：風速10 m/ s 噴桿正常工作;風速12 m/ s 噴頭降精度工作;風速16 m/ s 農(nóng)藥機有傾覆危險。
(5)最大遙控范圍：100m。

第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品 三等獎
2011年5月15日，設計的模型參加了太原市知識產(chǎn)權局舉辦的第八屆太原市青少年發(fā)明創(chuàng)新競賽及展示活動，并得到了一致好評。