whatsapp call admin

مقاله سیستمهای هدایت اتوماتیک در ماشینهای کشاورزی

word قابل ویرایش
11 صفحه
10700 تومان
107,000 ریال – خرید و دانلود

سیستمهای هدایت اتوماتیک در ماشینهای کشاورزی
چکیده :
هدایت ماشینهای کشاورزی برای انجام اعمالی مانند خاک ورزی، کاشت ، داشت و برداشت علاوه بر حساسیت ، خستگی زیادی نیز برای راننده دارد. راننده علاوه بر قرار دادن ماشین در مسیر دلخواه ، باید بر کار ادوات نیز نظارت داشته باشد. بزرگ بودن عرض کار ادوات جدیدو همچنین کمبود دید راننده در شب ، عملا راننده رااز نظارت دقیق بر کار ادوات ناتوان می کند.
سیستم هدایت اتوماتیک به معنی حذف کامل راننده نیست . بلکه راننده برای تصمیم گیری در مواقع خطر، هدایت وسیله در هنگام از کار افتادن سیستم ، تصمیم گیری و هدایت وسیله ، هنگام بروز مشکلات غیر قابل پیش بینی، مانند برخورد وسیله با موانع غیر ثابت ( عبور انسانها و حیوانات در مزرعه و …) باید حضور داشته باشد در سیستم هدایت اتوماتیک جدید از امکانات GPS و ماشین دید (Machine vision)به طور همزمان استفاده می شود. این سیستم هر بار ادوات کشاورزی را در مسیر دلخواه قرار داده و هدایت می کند. همچنین ماشین می تواند به صورت کاملا مستقل و بدون دخالت راننده در انتهای زمین دور بزند و مسیر جدید را شروع کند دقت این روش در حد سانتیمتر است .
کلمات کلیدی : هدایت اتوماتیک ، ماشینهای کشاورزی، GPS ، ماشین دید.

مقدمه
تلاش برای توسعه سیستمهای هدایت اتوماتیک ادوات کشاورزی از حدود ۵٠سال پیش شروع شده است .وامروزه نیز بیشتر مورد توجه محققین ،سازندگان و کشاورزان قرار گرفته است .اهداف و انگیزه های فراوانی وجود دارد.از یک طرف هدایت اتوماتیک موجب کاهش زحمت وسختی کار برای راننده میشود و به او اجازه میدهد که تمام وقتش را صرف کنترل و تنظیم وسیله نماید واین باعث افزایش کیفیت کار زراعت می شود.از طرف دیگر هدایت اتوماتیک ،انجام شدن کار را به صورت دقیق و بهینه در طول روز و در سراسر مزرعه تضمین میکند و باعث کاهش هزینه ،افزایش راندمان محصول و در نتیجه سود بیشتر می شود.
ادوات کشاورزی برای انجام کارهای مختلفی طراحی شده اند،واغلب در شرایط نامساعد و سرعتهای متغیر کار می کنند.عملگر انسانی،با استفاده ازهوش خود ،علائم سمعی و بصری را با تجربیاتش به منظور هدایت وسیله نقلیه ترکیب می کند.ساعتهای طولانی کار کردن وتکرار یک عمل به آسانی باعث خستگی میشود،که این خستگی موجب کاهش ایمنی،پایین آمدن راندمان و کیفیت کار می شود.هدایت اتوماتیک ادوات باعث جبران این مشکلات میشود.
«منظور از هدایت اتوماتیک ،حرکت دادن وسیله نقلیه ، به صورت خودکار،بر اساس پیروی از مسیری طراحی شده است » احتیاج به اینکه راننده به طور پیوسته فرمان وسیله را در دست داشته باشد و همزمان ادوات کششی ویا سواری را در وضعیت مناسب کاری نگه دارد،یکی از دلایل اصلی توجه به هدایت اتوماتیک ادوات می باشـد.وظیفـه راننـده از دو قسمت اصلی تشکیل میشود،هدایت تراکتور و همزمان به کار اندازی و نظارت بر کار ادوات متصل به تراکتور..به همان نسبت که عرض کار ادوات افزایش مییابد،مشکلات راننده برای نظارت بر کار ادوات از درون کـابین افـزایش مـییابد،کـه ایـن مشـکلات میتواند منجر به دوباره کاری و یا انجام نشدن عملیات کشاورزی در قسمتی از مزرعه شود.افزایش سرعت کـار ادوات کشـاورزی نیز بر مشکلات رانندگان افزوده است .
نکته مهمی که باید به آن اشاره شود این است که هدایت اتوماتیک ادوات کشاورزی الزاما به معنی هدایت تراکتوریـا ادوات کشاورزی بدون حضور راننده نیست ،برای این کار باید تکنولوژی توسعه بیشتری پیدا کنـد.بـرای انجـام کارهـا بـدون راننده ،همـه کارها بر روی ماشین باید اتوماتیک و بهینه سازی شود-نه فقط هدایت کردن -که این خیلی پر هزینه اسـت نسـبت بـه اینکـه فقـط هدایت ماشین کشاورزی بصورت اتوماتیک باشد.بعلاوه هنگام کار در مزرعه ممکن است که ماشینهای کشاورزی با مـوانعی غیـر قابل پیش بینی مواجه شوند،مانند گودالهای ایجاد شده در اثر فرسایش ،حیواناتی که در مزرعه مخفی شده اند ویا حتی افرادی کـه در مزرعه در حال کار ویا تردد هستند،که در چنین زمانی حضور راننده برای تصمیم گیـری سـریع و صـحیح لازم اسـت .همچنـین قانون ،مشکلات بیمه و ایمنی مانع از بدون سر نشین بودن ماشینهای کشاورزی در مزرعه می شود.بنابراین تمـام سیسـتمهای هـدایت اتوماتیک ماشینهای کشاورزی که در اینجا توضیح داده میشود با حضور راننده می یاشد.
ویژگیهای یک سیستم هدایت اتوماتیک ایده آل به طور کلی این ویژگیها را میتوان در موارد زیر خلاصه کرد
١-برای بیشتر کارهای مزرعه ای ودر نقاط بیشتری از دنیا کاربرد داشته باشد.
٢-مناسب برای همه وسایل نقلیه و ادوات کشاورزی باشد.
٣-احتیاج به روشهای ویژه و همچنین احتیاج به وجود ادوات و وسایل نقلیه دیگر در مزرعه نداشته باشد.
۴-احتیاج به تدارکات و یا نصب وسایلی در داخل مزرعه ویا اطراف مزرعه نداشته باشد.
۵-کار کردن با آن برای استفاده کننده راحت و لذت بخش باشد.
۶-حجیم نباشد و شاختمانش طوری نباشد که برای کاربر تولید مزاحمت کند.
٧-نسبت کار به هزینه منطقی باشد.
٨-دقت هدایت در حد سانتیمتر باشد.
٩-برای سرعتهای بالا نیز مناسب باشد.
به طور کلی روشها ی هدایت اتوماتیک به دو صورت انجام می شود.
١-هدایت وسیله بر اساس واکنش مستقیم آن نسبت به ردیفهای محصول ویا کارهای قبلی،مانند ردیـف شـخم خـورده قبلـی و یـا ردیف کشت شده قبلی
٢-هدایت وسیله بر اساس واکنش مستقیم آن نسبت به نقاط ثابت در مزرعه یا اطراف آن
نوع اول گستردگی بیشتری دارد و تقلیدی است از کار انسان ،این نوع هدایت بر مبنای مسیرهای قبلی است ،شامل ردیفهای ناشی از اعمال کاشت ،شخم زدن ویابرداشت ،در حالی که در نوع دوم وسیله یک مسیر ثابت واز پیش تعیین شده ای را دنبال می کند.
از نقطه نظر سیستم کنترل ،نوع دوم پتانسیل خوبی برای دقت وثبات بیشتری دارد.از طرف دیگرسنسورهای توسعه یافتـه بـرای نـوع اول مانندپیروی از شیار١ویا تکنیک تشخیص کناره ها، فاکتورهایی که خیلی اهمیت پیدا میکنند،افزایش سرعت مزرعه ایست .بـه هر حال بیشتر کشاورزان ترجیح میدهندمسیر اول را خود،به صورت مستقیم ،باتوجه به کناره های مزرعـه ویـا دیگـر علائـم زمینـی انجام دهند.در این رابطه ،راننده متوسل به ویژگی اصلی نوع دوم می شود که تراکتور مسیر داده شـده را حفـظ مـیکنـد.در بعضـی مواقع که کناره ها دچار نوسانات جانبی میشود،راننده ترجیح میدهدهرچند وقت یک بار ،یک مسیر را به منظور سروسـامان دادن و نظم بخشیدن به کناره ها،به صورت غیر اتوماتیک انجام دهد.در حقیقت یکـی از مشـکلات مهـم روشـهایی کـه ازکنـاره هـا ویـا شیارها برای هدایت استفاده میشود، همین افزایش درنوسانات است که در نهایت منتهی به یک خطای بزرگ میشود،که سیستم احتیاج به اصلاح ویا دخالت راننده دارد.چیزی که باید به خاطر داشت اینست که دقت نوع دوم ،با افزایش فاصله بین نقطه ثابـت و تراکتور،کاهش می یابد.به طور خلاصه اینکه در حقیقت راننده هر دو مدل را در زمانهای مقتضی به کار می برد.
انواع سیستمهای هدایت اتوماتیک
١-سیستم هدایت مکانیکی ٢
در سال ١٩٧٠ یک نوع حسگر مکانیکی به منظور تشخیص وجود ویا عدم وجود محصول ،به وسیله فشار عمودی اعمال شده بر بازوی حسگر توسعه پیدا کرد
Grovum and Zoerb در سال ١٩٧٠از یک جفت چرخ حسگر در انتهای دو میله مستقل که در دو طـرف تراکتـور قـرار داشتند استفاده کردند.هر گاه تراکتور در مسیر مشخصی کار میکرد،چرخ یکی از دو طرف ،داخل شیار میافتاد و میکروسـویچ را فعال می کرد.سیگنال تولید شده برای کنترل یک موتور Servo جریان مستقیم که چرخ فرمان را حرکت میداد،استفاده می شد.
در سال ١٩٧٢توسط یک فنر حسگر بار گذاری شده در مقابل ساقه محصول ساخته شد،که یک سوپاپ الکتروهیـدرولیک را فعال میکرد و این سوپاپ کنترل فرمان را انجام می داد.
٢-سیستم هدایت نوری ٣
١-٢-اشعه لیزر
اشعه لیزر به صورتهای مختلفی میتواند به منظور هـدایت ادوات اسـتفاده شود،سـاده تـرین روش اسـتفاده از یـک پرتـو ثابـت لیزر،در جهت حرکت و در انتهای زمین است .یک ردیف آشکار ساز بر روی وسیله ،در کنار همدیگر و عمود بـر جهـت حرکـت نصب می شود.هدف ،محاسبه فاصله از مسیر اصلی است .
Lawson در سال ١٩٨۵از پرتو لیزر برای هدایت اتوماتیک استفاده کرد. این پرتو از یک ایستگاه رادیـوئی سـیار کنتـرل از راه دور منتشر می شد. هنگامی که یک ردیف کار انجام مـیشـد،این دسـتگاه بـه منظـور اسـتفاده بـرا ی ردیـف بعـدی،در انتهـای زمین ،جابه جا میشد.
همه سیستمهای نوری موقعی کاربرد دارند که خط دید مسثقیم باشد. و موانعی در مقابل پرتو وجودنداشته باشد.
Shmulevich و همکاران در سال ١٩٨٩از یک سیگنال لیزر استفاده کردند که به وسیله یک شکافنده پرتو به دو پرتـو تقسـیم می شد.(شکل ١)و به دو آئینه که به فاصله چندین متر از یکدیگر قرار داشتند برخورد می کرد.یک بازتـاب دهنـده بـر روی وسـیله نصب شده بود.آئینه اول دوران داده میشد تا اینکه پرتو آن به هدف روی تراکتور تراکتور برخورد کند و بازگشت داده شـود.در این لحظه زاویه آئینه ثبت می شد.همین کار نیز برای آئینـه دوم تکـرار مـیشـد.بـا توجـه بـه دانسـتن فاصـله بـین دو آئینـه و زاویـه آنها،مختصات تراکتور به دست می آمد.
٢-٢-نور مادون قرمز١
در روش استفاده از نور مادون قرمز به عنوان یک سیستم هدایت اتوماتیک ،از اختلاف نور مادون قرمزی که از دو سطح مختلف بازتابیده میشود،استفاده می گردد.روش معمول برای استفاده از اشعه مادون قرمز به این صورت است که دو آشکار ساز در جلوی تراکتور نصب میشود،بطوریکه یکی از آنها بالای سطح خاک شخم خورده و دیگری بالای سطح خاک شخم نخورده قرار می گیرند.هرگاه در اثرانحراف تراکتور از مسیر اصلی هر دو

آشکار ساز بر روی یک نوع خاک قرار گیرند،با توجه به اینکه پرتوهای بازتابی یکسـان خواهنـد بـود،این مسـأله بوسـیله سیسـتم فرمان اصلاح می شود.
٣-روش ناوبری رادیوئی ٢

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 10700 تومان در 11 صفحه
107,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد