پژوهش‌های مکانیک ماشینهای کشاورزی

چکیده انتقال انرژی مکانیکی،‏ از یک منبع مرتعش به بدن انسان،‏ باعث کاهش بازده،‏ ضایعات اسکلتی،‏ اختلال در راحتی فرد،‏ اختلالات فیزیولوژیکی و روانی انسان می‌گردد. عدم وجود سیستم‌های تعلیق در ماشین‌های کشاورزی سبب شده تا راننده این ماشین‌ها در معرض محدوده وسیعی از ارتعاشات قرار گیرد. یکی از راه-های کاهش ارتعاشات وارد بر سرنشین استفاده از فوم مناسب برای نشیمنگاه صندلی است. در این پژوهش میزان انتقال ارتعاش توسط فوم و اسفنج پلی‌یورتان و اثر عوامل مختلف در کاهش ارتعاش وارد بر بدن سرنشین بررسی خواهد شد. در این راستا فوم‌‌گرم،‏ فوم‌سرد و اسفنج پلی‌یورتان در ضخامت‌های 6،‏ 8،‏ 10 و 12 سانتی‌متر و جرم حجمی‌ 5‎/12،‏ 20،‏ 30 و 50 کیلوگرم بر مترمکعب،‏ در معرض ارتعاش قرار گرفتند. همچنین جرم‌سرنشین در سه سطح 75،‏ 90 و 105 کیلوگرم و شتاب‌تحریک در سه سطح مختلف در بازه 6-1 متر بر مجذور ثانیه به نمونه‌ها وارد شد. شتاب‌های ورودی و خروجی ثبت و تحلیل‌های تجربی با نرم‌افزار MatLab و SPSS انجام شد. نتایج نشان داد،‏ انتقال ارتعاش فوم‌سرد کمتر از اسفنج و فوم‌گرم است (حدود 10 درصد). با توجه به آنتروپومتری و جرم‌سرنشین تراکتور در ایران )90-72 کیلوگرم(،‏استفاده از فوم‌سرد با جرم حجمی 50 کیلوگرم بر مترمکعب (انتقال‌پذیری 26 درصد)،‏ ضخامت 10-8 سانتی‌متر،‏ در بازه شتاب‌تحریک 4-3 متر بر مجذورثانیه (انتقال‌پذیری 17 درصد) با توجه به اصول ارگونومی،‏ مناسب‌ترین انتخاب برای نشیمنگاه صندلی ماشین‌های با ارتعاش بالا است.

چکیده با توجه به گسترش استفاده از تراکتور و ماشین‌های خودگردان کشاورزی،‏ آمار مرگ و میر ناشی از تصادفات با ماشین‌های کشاورزی نیز رو به افزایش است. لذا وجود یک سامانه هشداردهنده برای تشخیص موانع و انسان بر روی ماشین‌های کشاورزی جهت جلوگیری از تصادفات می‌تواند بسیار مفید باشد. در این پژوهش با هدف توسعه یک سامانه بینایی ماشین برای تشخیص انسان ایستاده در جلوی تراکتور جهت استفاده در سامانه‌های هشداردهنده یا هدایت خودکار وسایل نقلیه کشاورزی،‏ یک الگوریتم پردازش تصویر خاص،‏ طراحی و در محیط نرم افزار متلب پیاده سازی شد. در این سامانه با نصب یک دوربین در جلوی تراکتور،‏ تصویر جاده جلوی تراکتور به نرم افزار سامانه منتقل شد. در الگوریتم طراحی شده،‏ پس از حذف بخش های زائد تصویر ورودی،‏ با استفاده از اندازه گرادیان و تکنیک‌های آبگیر،‏ و سپس با تفاضل انسان از پس زمینه،‏ وجود انسان در تصویر تشخیص داده شد. مطابق نتایج بدست آمده از ارزیابی در برداشت‌های مختلف تصویر،‏ الگوریتم پیشنهادی در مقایسه با دو روش معمول تشخیص انسان (هیستوگرام گرادیان جهت‌دار و آبشار) از دقت بالایی در فواصل ? تا ?? متر برخوردار بود. میانگین مقادیر دقت شناسایی الگوریتم پیشنهادی در این فواصل ?? تا ?? درصد بدست آمد. نتایج تجزیه واریانس دقت عملکرد در شناسایی انسان نشان داد که اثر روش شناسایی و فاصله بر دقت شناسایی انسان و همچنین اثرات متقابل تیمارها،‏ در سطح یک درصد معنادار بودند.

چکیده عمده‌ترین روش تقلب در روغن زیتون مخلوط کردن روغن‌های گیاهی مانند ذرت،‏ کلزا،‏ آفتابگردان و سویا به روغن خالص زیتون است. هدف این تحقیق ارزیابی یک سامانه قابل حمل به ‌منظور تشخیص تقلب روغن زیتون به کمک تلفیق فناوری‌های ماشین بینایی و طیف سنجی دی الکتریکی با حسگر خازنی است. به ‌منظور طبقه‌بندی نمونه‌های روغن زیتون تقلبی و اصل با استفاده از ویژگی‌های فرکانسی و رنگ،‏ از تکنیک‌های آنالیز مؤلفه‌های اصلی (PCA)‎،‏ تحلیل تفکیک خطی (LDA)‎ و شبکه عصبی مصنوعی استفاده‌ شد. بهترین شبکه با ساختار 1-6-36 برای پیش‌بینی نمونه‌های مخلوط شده زیتون و آفتابگردان مقادیر ضریب همبستگی و میانگین مربعات خطا را به ترتیب 944‎/0 و 006‎/0 ارائه داد. همچنین بهترین شبکه با ساختار 1-10-36 برای پیش‌بینی نمونه‌های مخلوط شده زیتون و کلزا مقادیر ضریب همبستگی و میانگین مربعات خطا را به ترتیب 946‎/0 و 0003‎/0 ارائه داد. در گام نهایی از ترکیب ویژگی‌های دی‌الکتریک و رنگی به منظور مدل‌سازی مسئله استفاده گردید. مقادیر ضریب همبستگی و میانگین مربعات خطا برای نمونه‌های مخلوط شده زیتون و آفتابگردان برابر 962‎/0 و 008‎/0 با ساختار 1-2-38 و برای نمونه‌های مخلوط شده زیتون و کلزا مقادیر 961‎/0 و 0013‎/0 با ساختار 1-16-38 حاصل شد.

چکیده با توجه به امکان مخلوط شدن انواع بادام سنگی،‏ نیمه‌کاغذی و کاغذی با ارزش اقتصادی متفاوت پس از برداشت محصول،‏ استفاده از یک سامانه جداکننده مؤثر برای عرضه محصولی یکنواخت به بازار فروش،‏ اهمیت بسزایی دارد. در این پژوهش با به‌کارگیری سامانه آکوستیکی برای درجه‌بندی ارقام بادام در سه کلاس بادام سنگی،‏ نیمه کاغذی و کاغذی،‏ سیگنال صوتی حاصل از سقوط و برخورد هستة بادام با صفحه فولادی،‏ با استفاده از یک میکروفون دریافت و ویژگی‌هایی نظیر دامنه،‏ فاز و چگالی طیف توان پس از پردازش سیگنال‌ها در حوزه زمان و با تبدیل فوریه سریع در حوزه فرکانس استخراج گردید. برای تشخیص و طبقه‌بندی سیگنال‌های صوتی،‏ تکنیک‌های هوش مصنوعی شامل شبکه عصبی مصنوعی و استنتاج فازی-عصبی تطبیقی (انفیس) بکار گرفته شد و کارآیی آن‌ها از نظر دقت مورد مقایسه قرار گرفت. شبکه عصبی مورداستفاده،‏ از نوع پرسپترون چندلایه با الگوریتم پس انتشار خطا و تابع یادگیری لونبرگ- مارکوارت (LM)‎ بود. در طبقه‌بندی با مدل انفیس،‏ به دلیل محدودیت این مدل در تعداد ورودی‌ها،‏ از سه مؤلفه اصلی چگالی طیف توان که از الویت بالاتری برخوردار بودند به‌عنوان ورودی و از تکنیک شبکه‌ای با روش بهینه‌سازی هیبرید برای آموزش استفاده شد. در مقایسه کارآیی دو تکنیک هوش مصنوعی در درجه‌بندی ارقام بادام،‏ مدل شبکه عصبی مصنوعی با میانگین دقت طبقه‌بندی 2‎/96 درصد نسبت به مدل انفیس با میانگین دقت 81 درصد،‏ از عملکرد بهتری برخوردار بود.

چکیده اخیراً استفاده از حسگر GreenSeeker به دلیل دقت و سرعت مناسب در تشخیص شاخص سبزینگی مورد توجه بسیاری از کشاورزان قرار گرفته است. هدف اصلی این پژوهش بررسی قابلیت این حسگر در اندازه‌گیری شاخص سبزینگی و امکان جایگزینی آن نسبت به روش‌های متداول می‌باشد. در این پژوهش مقدار سطح کل برگ‌های کانوپی‌ها به روش پردازش تصویر اندازه‌گیری شد و بهترین تابع جداسازی کانوپی گیاهی از خاک،‏ G-R بدست آمد. با تحلیل نتایج،‏ همبستگی مناسبی بین شاخص سبزینگی و سطح بالایی کانوپی‌ها بدست آمد (84‎/0R2=). نتایج نشان داد که بین این دو شاخص بدست آمده از این حسگر و دستگاه کلروفیل سنج مدل SPAD-502 همبستگی مناسبی (82‎/0=R2 ) وجود داشته و این حسگر قابلیت مناسبی در اندازه گیری مقدار سبزینگی گیاه دارد. در بررسی اثر مواد آلی سطحی،‏ ریشه میانگین مربعات خطای حاصل از مواد سطحی بر خروجی حسگر 048‎/0 بدست آمد که نشان می دهد این مواد تاثیر قابل توجهی بر خروجی حسگر ندارند. در انتها می‏توان چنین نتیجه گیری کرد که حسگر GreenSeeker اگر در دوره سبزینگی گیاه مورد استفاده قرار گیرد قابلیت مناسبی در سنجش سطح کل برگ و سبزینگی گیاه داشته و به وسیله آن می‌توان مقایسه مناسبی بین سطح پوششی گیاهان در مزارع مختلف انجام داد.

چکیده امروزه یکی از محدودیت‌های جدی در پهنه مزارع کشاورزی،‏ وضعیت خاک‌های زراعی و تراکم خاک در اثر تردد ماشین‌های کشاورزی است. مدیریت تردد ماشین بر روی خاک به لحاظ چند و چون،‏ وابسته به پارامترهای هر سه بخش ماشین،‏ خاک و عملیات زراعی است. این تحقیق با هدف بررسی اثر سرعت پیشروی و بار روی چرخ و همچینن اثرات تعدد عبور چرخ بر تراکم خاک لومی رسی صورت گرفت. آزمایش‌های تجربی در محیط انباره خاک و با استفاده از یک آزمونگر تک‌چرخ انجام پذیرفت. بار روی چرخ در سه سطح 2،‏ 3 و 4 کیلونیوتن و سرعت پیشروی در سه سطح 5‎/0،‏ 1 و 5‎/1 متر بر ثانیه در نظر گرفته شد. عمق نشست چرخ و میزان شاخص مخروطی خاک به عنوان متغیرهای هدف در قالب ترکیب‌های مختلف تیماری و عبورهای مکرر چرخ در هر مسیر اندازه‌گیری شده است. نتایج حاکی از روند متغیر افزایش پارامترهای مرتبط با تراکم خاک در اثنای تکرار عبور چرخ بوده است. اثر بار بر افزایش عمق نشست تنها تا تردد ششم معنی دار دیده شده است.از طرفی میزان بار و تعداد تردد اثر معنی داری بر افزایش شاخص مخروطی خاک داشته و در مقابل اثر سرعت پیشروی بر این پارامتر با تکیه بر بررسی‌های آماری قابل چشم پوشی دیده شد. همچنین تاثیر تعداد عبور چرخ بر عمق رد چرخ و نیز شاخص مخروطی خاک در قالب مدلهای رگرسیونی استخراج شده است.

چکیده مطالعه حاضر با هدف تعیین اختلالات اسکلتی- عضلانی و ارزیابی ریسک ابتلا به این اختلالات بر روی رانندگان تراکتور 399 MF در استان کهگیلویه و بویراحمد انجام شد. در این مطالعه وضعیت‌های بدنی160نفر از رانندگان تراکتور از میان کل رانندگان تراکتور استان با استفاده از جدول کرجی مورگان،‏ در چهار وظیفه و20 وضعیت کاری با استفاده از روش ارزیابی سریع وضعیت کل بدن،‏ ارزیابی و میزان شیوع اختلالات اسکلتی- عضلانی و بکمک پرسش‌نامه نوردیک بدست آمد. تجزیه‌ و تحلیل نتایج با استفاده از آزمون‌‎های آماری t مستقل،‏Chi-Square)‎X 2) و آزمون نسبت‎ها انجام شد. 9‎/91 درصد از افراد مورد مطالعه در طی 12 ماه کار حداقل در یک ناحیه از بدن دچار اختلالات اسکلتی- عضلانی بوده‎اند. بیشترین فراوانی مربوط به گردن (54‎/83 درصد) و کمر (33‎/75 درصد)کمترین فراوانی مربوط به پاو قوزک پا (36‎/17 درصد) بود. همچنین نتایج حاصل از تکنیکREBA نشان داد در میان20 وضعیت کاری بررسی شده،‏ 7 وضعیت در سطح خطر متوسط قرار دارند و انجام اقدامات اصلاحی در مورد آن‏ها ضروری است و 13 وضعیت در سطح خطر بالا قرار دارند و اقدامات اصلاحی در مورد آن‎ها باید هرچه زودتر انجام شود. براساس نتایج بدست آمده،‏ عمده ترین مشکل ارگونومیک در تحقیق انجام گرفته وضعیت نامطلوب،‏ نیروی وارد بر زانو،‏ نیروی وارد بر کمر و خمش وپیچش گردن می باشد؛ که نیازمند انجام اقدامات اصلاحی است.