طراحي، ساخت و ارزيابي دستگاه تنك‏ كن محصولات رديفي

Design, construction and evaluation of a row crop thinning machine

طراحي، ساخت و ترويج ادوات گوناگون در رابطه با مراحل مختلف كشاورزي در ايران از مسيوليت‏ هاي مهم مهندسين ماشين‏ هاي كشاورزي است. در بسياري از محصولات رديفي يكي از مراحل مهم داشت، تنك‏ كردن مي‏ باشد. هدف از اين تحقيق طراحي و ساخت دستگاه تنك‏ كن محصولات رديفي است كه با بهره‏ گيري از سيستم انتقال توان نيوماتيكي به‏ طور تصادفي حذف بوته‏ ها را انجام دهد. حذف بوته ‏ها، با استفاده از اعمال نيرو توسط يك بازو و تيغه متصل به آن به ‏صورت حركت آونگي يا حركت رفت و برگشتي، انجام مي ‏شود. بازو و تيغه متصل به آن توسط يك سيلندر به حركت درمي‏ آيد. سيستم كنترل توسط مداري متشكل از رله‏ ها و تايمر انجام مي ‏شود. سيلندر نيوماتيكي با اتصال به يك شير سولونوييدي؛ فرمان حركت و حذف بوته‏ ها را؛ توسط تيغه متصل به بازو، از سيستم كنترل الكتريكي دريافت مي‏ كند. دستگاه پس از ساخت، مورد ارزيابي آزمايشگاهي قرار گرفت. در مجموع 9 آزمون در يك سطح سرعت و در سه سطح تراكم با استفاده از بوته هاي مصنوعي انجام شد. نتايج با استفاده از نرم افزار SPSS تحليل گرديد. نتايج نشان مي‏ دهد كه تراكم در حد مطلوب بهترين نتيجه را در تيمارهاي مختلف دارد. وقتي فاصله بين بوته ها زياد است، نتيجه تنك كاري مطلوب نيست. ساير موارد موثر بر عملكرد سيستم موجود عبارتند از: خاصيت تنظيم حساسيت حسگر، كه مي‏توان تا حدي براي تشخيص بوته هاي ضعيف از قوي، بر اساس اندازه برگ ها، استفاده كرد. چون بوته ها در يك زمان يكسان و با يك الگوي مشخص كاشته شده اند، احتمالاً بيشتر بوته ها، تا حدي اندازه يكسان دارند. عملكرد تنك كن، تابعي از خصوصيات بوته شامل شكل آن، آرايش و مرحله رشد در زمان تنك كاري و كارايي كنترل علف هرز است.

Equipment availability is necessary in the development of Agriculture mechanization. Crop thinning is one of the most important stages in row crop production which is laborious and costly. The objective of this project is design and construction of a row crop thinning machine. Four main system units are plant sensors, ground sensors, control and thinning platforms. In this machine the unwanted plants on the rows are randomly removed by employing a pneumatically system. A blade on a vertical arm with pendulum motion removes the plant from the rows. The machine control system consists of an arm and a blade which is activated by a double acting cylinder and equipped with a relay and a timer. The pneumatic cylinder is controlled via a solenoid valve. Laboratory tests were conducted to validate the machine performance. Some other preliminary tests also were performed for optimization of parameters such as cinematic index and cutting length of blades. The laboratory tests (totally 9 tests) were performed with a constant forward speed and three levels of plant density, using artificial plants. The data were analyzed using SPSS software. The results show that satisfactory performance of the machine is achieved when the plant density is moderate i.e. the thinning performance reduces with higher plant distance in the row. The other effective variable on machine performance is the adjustment of sensor sensitivity, which is used to distinguish between week and strong plants. In general the machine performance is sensitive to plant shape and morphology, plant distribution pattern in the field, growing stage of the plants, time of thinning and the effectiveness of previous weeding operations.