طراحي، ساخت و ارزيابي سامانه ديجيتالي اندازهگيري لغزش و سرعت پيشروي مناسب براي تراكتورهاي دو چرخ محرك موجود در كشور

Design, Construction and Evaluation of an Interchangeable Digital System to Measure Slip and Ground Speed of Existing 2WD Tractors in Iran

سرعت پيشروي و لغزش پارامترهاي تعيين كننده بازده كششي در تراكتور هستند. اغلب تراكتورهاي موجود بهدليل عدم وجود استاندارد در زمينه تجهيز تراكتورها به وسايل اندازه‌گيري، فاقد ابزاري جهت اندازهگيري و نمايش لغزش و سرعت پيشروي هستند. در اين پژوهش سامانهاي جهت اندازه‌گيري توام لغزش و سرعت پيشروي در تراكتورهاي دوچرخ محرك طراحي و پس از ساخت، ارزيابي گرديد. براي تعيين سرعت پيشروي واقعي و تيوري تراكتور از چهار انكودر چرخان براي اندازه‌گيري همزمان چرخش چرخ‌هاي جلو و عقب تراكتور استفاده شد. براي تعيين لغزش و سرعت پيشروي برنامه‌اي در يك ميكروكنترلر ATmega16PU با استفاده از خروجي انكودرها تدوين گرديد، كه قادر به نمايش ديجيتالي مقادير اندازهگيري شده بود. ميكروكنترلر به گونه اي برنامهريزي شد كه اثر سرش (لغزيدن) چرخ‌هاي جلوي تراكتور بر روي مقادير اندازهگيري شده حذف شود. در مرحله ارزيابي لغزش و سرعت پيشروي اندازهگيري شده بهوسيله سامانه با مقادير محاسبه شده لغزش و سرعت پيشروي به روش متعارف، مقايسه گرديدند. نتايج ارزيابي سامانه نشان داد كه متوسط بيشينه اختلاف بين مقادير سرعت پيشروي و لغزش اندازهگيري شده توسط سامانه با مقادير متناظر محاسبه شده به روش متعارف، در همه شرايط ارزيابي (بر روي آسفالت و در مزرعه) به ترتيب برابر با (kmh-1) 2/0 و 4/2 درصد بود. سامانه با تغييرات اندك قابليت كنترل لغزش در محدوده بيشينه بازده كشش و نصب بر روي انواع تراكتور دوچرخ محرك را دارا مي‌باشد.

The majority of existing tractors in Iran are not equipped with any tools to measure and display slip and ground speed. This is mainly due to the lack of national standards for measuring tools and instruments of tractors. In current research, an interchangeable system for two wheel drive tractors has been designed. Furthermore, it has been assessed after construction. To measure actual and theoretical ground speed, four rotary encoders for sensing the rotation of front and rear wheels have been utilized. Slip and ground speed were measured by means of software which has been developed in an ATmega16PU microprocessor. The measured slip and speed are digitally displayed on tractor dashboard. To evaluate the performance of the system, the measured values of ground speed and slip were compared with their calculated values obtained from conventional method. The Micro-controller has been programmed in such a way that the effect of front wheel sliding on slip is eliminated. In all evaluation conditions (in field and on asphalt), the maximum difference between system measurements for slip and speed and calculated slip and speed via conventional method was 2.4% and 0.2 km h-1, respectively. With slight alteration this system can be fitted on any kind of exiting two wheel drive tractors in the country.