پژوهش‌های مکانیک ماشینهای کشاورزی

چکیده گندم از محصولات کشاورزی مهم و استراتژیک در جهان و ایران است. گندم سرشار از پروتئین بوده و دارای ارزش غذایی و اقتصادی بالایی است؛ بنابراین تعیین سالم بودن آن از نظر آلودگی به عوامل قارچی،‏ مهم است. هدف این پژوهش امکان‌سنجی تشخیص گندم‌های سالم از ناسالم آلوده به قارچ‌های فوزاریوم و پنی‌سیلیوم با استفاده از سیستم تک‌رنگ‌ساز و تصویر‌برداری در محدوده مرئی و نامرئی است. بدین منظور دو رقم گندم الوند و سرداری که سطح کشت بیشتری در کشور دارند،‏ انتخاب شد و سه سیستم جامع زیر استفاده شد. مبنای سیستم اول به کارگیری آشکارساز و تصویربرداری مرئی و غیرمرئی در محدوده نور لیزر 630-680 نانومتر بود. در سیستم دوم،‏ چیدمان تک‌رنگ ساز استفاده شد و در سیستم سوم از تصویربرداری و آنالیز تصویر در محدوده‌ی مرئی و غیرمرئی بهره گرفته شد. برای تصویربرداری از دوربین‌های تخصصی CCD مرئی،‏ مرئی-مادون‌قرمز و مادون‌قرمز منفرد استفاده شد. تصویربرداری با دوربین‌های مذکور در محیط‌های نوری ماوراءبنفش،‏ مرئی و مادون‌قرمز انجام شد. 18 مشخصه‌ رنگی RGB،‏ LAB،‏ HSV،‏ HSI،‏ YIQ و YcbCr از تصاویر نمونه‌های گندم درنظر گرفته شد و به‌عنوان ورودی شبکه عصبی استفاده شد.

چکیده سیستم‌های مدیریت اطلاعات مزرعه با فراهم کردن اطلاعات دقیق مکانی از مزرعه در هر زمان به‌صورت غیرمخرب و بی‌درنگ،‏ امکان گرفتن تصمیم مناسب را فراهم می‌کنند. امروزه لیزر در گستره وسیعی از صنایع از جمله تجهیزات نشانه‌گیری و ابزار دقیق کاربرد دارد. این پژوهش با هدف شناسایی و اندازه‌گیری ارتفاع گیاهان زراعی به‌صورت غیرمخرب به کمک تکنولوژی لیزر طراحی،‏ اجرا و ارزیابی شد. بعد از طراحی و ساخت،‏ سامانه لیزری در 2 مرحله‌ آزمایشگاهی و مزرعه‌ای بررسی شد. مرحله اول اندازه‌گیری روی گیاه برنج در محیط آزمایشگاهی انجام شد که تحلیل داده‌های جمع‌آوری شده بعد از کالیبراسیون،‏ با روش رگرسیون خطی (ضریب تبیین 95%) و مقایسه میانگین انجام شد که بیانگر دقت کافی سیستم در تعیین ارتفاع محصول است. در مرحله دوم از سامانه لیزری برای اندازه‌گیری ارتفاع گیاه گندم در مزرعه استفاده شد که با توجه به نتایج به دست آمده بین داده‌های ارتفاع اندازه‌گیری شده با متر و داده‌های سیستم،‏ از نظر آماری اختلاف معنی‌داری مشاهده نشد. با توجه به نتایج به دست آمده،‏ سامانه حسگر لیزر به‌عنوان روشی مناسب و با دقت بالا برای انواع عملیات شناسایی مکانی محصول و تعیین ارتفاع محصولات مختلف در کشاورزی دقیق توصیه می‌‌شود.

چکیده بررسی یکنواختی فاصله بین بذور یکی از معیارهای مهم در ارزیابی عملکرد کارنده است،‏ به‌طوری‌که این معیار مهم تحت تأثیر میزان مکش کارنده متناسب با اندازه و وزن بذر،‏ خصوصیات فیزیکی بذر،‏ سرعت پیشروی،‏ کیفیت بذر،‏ و البته سرعت سقوط بذر قرار می‌گیرد. بنابراین در این پژوهش اثرات سرعت پیشروی واقعی در دو سطح (محدوده‌ ? تا 5‎/4 و ? تا 5‎/8 کیلومتر در ساعت) و مکش در سه سطح ( 30-،‏ 40-،‏ 50- و 60- میلی‌بار) برای دو بذر ذرت و کرچک با هدف تعیین سرعت سقوط بذر با استفاده از روابط سقوط آزاد (روش اول) و تعیین سرعت با استفاده از تغییرات مکان بذر در فریم‌های متوالی با کمک پردازش تصویر (روش دوم) بررسی شد برای این دو روش به‌ترتیب شتابی برابر با 47‎/9 متر بر مجذور ثانیه و 75‎/15 متر بر مجذور ثانیه به دست آمد. برای اثبات درستی مقادیر به ‌دست آمده،‏ مکان بذر در طول زمان‌های یکسان برای هر دو روش با استفاده از رابطه مکان- زمان محاسبه و با مقادیر به دست آمده از پردازش تصویر مقایسه شد که به‌ترتیب با ضریب تبیین 89‎/0 و 99‎/0 و ریشه میانگین مربعات خطا 2-10×09‎/3 و 2-10×22‎/1 برای روش دوم نتیجه بهتری را نشان داد.

چکیده در سال‌های اخیر در صنعت حمل و نقل توجه فزاینده‏ای به عوامل انسانی به‌دلیل اهمیت آن بر سلامت و ایمنی رانندگان شده است. با توجه به اینکه تراکتورها اهمیت وی‍ژه‌ای در عملیات کشاورزی دارند،‏ توجه به ارگونومی آن‌ها باید مورد توجه قرار گیرد. بر همین اساس تشکچه‌ای ارگونومی مخصوص کاربران ایرانی طراحی شد تا بتواند ارتعاش‌های منتقل شده به بدن کاربر تراکتور را کاهش داده و سبب اصلاح وضعیت راحتی کاربر شود،‏ مدل طراحی شده از جنس هوا با تشکچه صندلی موجود مقایسه شد. هر دو مدل تشکچه در محدوده فرکانس 3 تا66 هرتز برای سه گروه کاربر با جرم‌های 55،‏ 70و 85 کیلوگرم با روش اجزای محدود تجزیه و تحلیل شدند. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد برای نشستگاه صندلی در محدوده مورد آزمایش،‏ مدل طراحی شده از جنس هوا،‏ شتاب‌های خروجی در محدوده راحتی کاربر را فراهم می‌کند،‏ در صورتی که نتایج حاصل از شتاب‌های خروجی برای تکیه‌گاه،‏ آسایش و راحتی بیشتری را برای صندلی موجود نشان می‌دهد. بنابراین با ترکیب تکیه‌گاه صندلی موجود و نشستگاه مدل طراحی شده می‌توان آسایش و راحتی بیشتری را برای رانندگان تراکتورهای ایرانی فراهم کرد.

چکیده در این پژوهش با استفاده از روابط ریاضی و نرم‌افزار آباکوس به طراحی و تحلیل یک هاضم هم‌زن‌دار از نوع توربینی با تیغه‌های کاملاً منحنی براساس میزان گاز تولیدی برای یک روستای 250 خانواری با جمعیت تقریبی 1000 نفر پرداخته شد. قطر هم‌زن،‏ قطر مخزن تخمیر و طول شفت به‌ترتیب 38‎/1،‏ 3،‏ 385‎/2 متر،‏ چگالی فولاد استفاده شده در ساخت هم‌زن kg/m38000،‏ چگالی مایع kg/m3 1000 و سرعت دورانی آن rev/s 25/ 0 انتخاب شدند. توان موتور محاسبه شده برای چرخاندن هم‌زن با درنظر گرفتن ضریب اطمینان 5‎/1 برابر 39‎/0 کیلووات و گشتاور موتور Nm 250 به دست آمد. پره‌های هم‌زن از دو بخش تیغه مستطیل شکل و بازوی T شکل درنظر گرفته شد و ابعاد محاسبه شده برای آن‌ها براساس نیروی معادل وارد بر تیغه (78 نیوتن) و ممان وارده (Nm 46) به‌ترتیب به‌صورت 320×276×4 و 18×90× (320+20) میلی‌متر به دست آمد. لنگر خمشی معادل روی شفت به وسیله قاعده ون مایزز Nm3‎/1414 به دست آمد و قطر شفت محرک هم‌زن 60 میلی‌متر محاسبه شد. طرح سه بعدی از هم‌زن آب نرم‌افزار کتیا ترسیم و در آباکوس تحلیل نیرویی شد. نتایج نرم‌افزار نشان داد که با وجود اینکه تنش در بازو نسبت به سایر بخش‌های هم‌زن بیشتر است اما از مقدار تنش بحرانی انتخاب شده برای قطعات هم‌زن کمتر است و با چنین ابعاد و سیالی هم‌زن به هیچ‌وجه دچار مشکل نخواهد شد.

چکیده کاشت لوبیا به دو صورت سنتی و نیمه‌مکانیزه انجام می‌شود. اطلاعات مورد نیاز این پژوهش مانند نحوه انجام مراحل کاشت،‏ داشت و برداشت و سایر جزئیات مانند مدت زمان صرف شده برای عملیات کشاورزی و میزان سوخت مصرفی در هر مرحله از کار برای هر یک از دو روش کشت سنتی و کشت نیمه‌مکانیزه لوبیا از طریق 30 پرسشنامه از زارعین لوبیا کار استان چهارمحال و بختیاری به‌صورت نمونه‌های تصادفی جمع‌آوری شد. نهاده‌های انرژی در این بررسی شامل کل انرژی فیزیکی،‏ شیمیایی و انرژی بذر درنظر گرفته شد. نتایج نشان داد کل انرژی نهاده‌ها در روش متداول 16‎/66556 و در روش مکانیزه 30‎/89181 مگاژول در هر هکتار هستند. نهاده کود شیمیایی پرمصرف‌ترین نهاده در هر دو روش کشت محاسبه شده و پس از آن نهاده‌های الکتریسته و سوخت مصرفی در روش کشت متداول و نهاده‌های سوخت مصرفی و سموم شیمیایی در روش کشت نیمه‌مکانیزه به‌ترتیب پر مصرف‌ترین نهاده‌ها در هر یک از روش‌ها محاسبه شدند. بازده انرژی برای روش متداول 66‎/0 و برای روش نیمه‌مکانیزه 41‎/0 به دست آمد.