آفتابگردان يكي از مهمترين گياهان روغني مي‌باشد. بنا بر آمار فائو در سال 2009 در سراسر جهان 421/33 ميليون تن دانه آفتابگردان برداشت شده است. كشت آفتابگردان با دو هدف عمده انجام مي گيرد؛ هم براي استحصال روغن از دانه و هم براي مصرف خوراكي مغز آفتابگردان لازم است، در فرآيند برداشت محصول دانه از گل آفتابگردان جدا شود. در حال حاضر براي جدا كردن دانه از گل آفتابگردان از دو روش دستي و ماشيني استفاده ميشود. روش جديدي بر مبناي استفاده از جت‌هاي برخوردي هوا جهت جدا كردن دانه‌ها از گل آفتابگردان ارائه شد. به منظور ارتقاي ماشينهاي موجود و طراحي ماشينهاي جديد جهت جداسازي دانه از گل آفتابگردان نياز به دانستن برخي از خصوصيات فيزيكي و مكانيكي دانه و گل آفتابگردان ميباشد. يكي از مهمترين پارامترهاي موثر در ارتقا و يا طراحي ماشينهاي جدا كننده دانه از گل آفتابگردان، نيروي كندن دانه از گل آفتابگردان است. بررسي منابع نشان داد با وجود اينكه تحقيقات گسترده ايي در زمينه اندازه گيري نيروي كندن دانه از غلاف ساير محصولات كشاورزي وجود دارد، تا كنون هيچ گونه تحقيقي در زمينه اندازه گيري نيروي كندن دانه از گل آفتابگردان صورت نگرفته است. بنابراين اولين گام در راستاي طراحي دستگاه جدا كننده دانه از گل آفتابگردان بر مبناي جت برخوردي هوا، اندازه گيري نيروي لازم براي كندن دانه آفتابگردان از گل آن ميباشد. به دليل مشكلات موجود در استفاده از دستگاه هاي اينستران، طراحي و ساخت دستگاه اندازه گيري نيروي لازم براي كندن دانه از گل آفتابگردان بر مبناي نيروي ثقل آب مد نظر قرار گرفت.

ربات محافظ مزرعه يك ربات در زمينه فني كشاورزي است. محافظت از محصولات، دام و طيور از جمله مهمترين مسائل پيش روي مزرعه داران در برخي از مناطق كشاورزي است كه همواره مورد حمله حيوانات و پرندگان آسيب رسان قرار مي گيرد. هدف از اين پژوهش ساخت يك مدل آزمايشگاهي ربات Master-Slaveمحافظ مزرعه، استفاده از پردازش تصوير براي تشخيص اهداف فرضي، ايجاد ارتباط بيسيم با ربات و بررسي رفتار حيوانات در مقابل ترس و حيوانات بود . اين ربات براي حركت از سيستم رانش شني دار و براي مقابله با حيوانات مزاحم مانند پرندگان و گرازها از ابزارهايي كه بر روي آن نصب شده‌بود استفاده مي‌كرد. اين ابزارها شامل مولد نور شديد، مولد صداي بلند، محلول‌پاش و در نهايت تيغه‌هايي براي مقابله فيزيكي با حيوانات مزاحم بود و كنترل آن توسط اپراتور انساني انجام مي‌شد. سيستم رانش ربات براي برقراري ارتباط بين اپراتور و ربات از فرستنده و گيرنده بيسيم در محدوده فركانسي 433Hz استفاده شد. همچنين يك سيستم تشخيص هدف مبتني بر روش پردازش تصوير بر روي ربات نصب شده بود كه تصاوير دريافتي را در كامپيوتر پردازش كرده و مختصات و ابعاد هندسي اهداف دايروي را در يك برنامه كه با استفاده از زبان برنامه‌نويسي C# نوشته شده بود ذخيره مي‌كرد. سرعت حركت ربات بر روي سطوح با پوشش‌هاي سراميكي، آسفالت، بتون، علفي و خاك بررسي شد، كه بيشترين سرعت حركت ربات در ولتاژ 12V-DC مربوط به پوشش سطح سراميكي بود؛ همچنين نيروي كششي ربات در همين ولتاژ برابر با 500 نيوتن و سرعت آن برابر 57cm/s بود. ربات توانايي پاشش محلول براي متواري كردن حيوان تا فاصله 5 متري را داشت. شدت نور توليد شده توسط مولد نور در فاصله يك متري اندازه گيري شد و برابر 253 لوكس به‌دست آمد؛ همچنين تراز صوتي آژير ربات در فاصله يك متري 112 دسيبل ثبت گرديد.

اختراع حاضر شامل يك بخش مكانيكي شامل يك جعبه دنده خورشيدي و بخش الكترونيكي شامل پردازنده، موتور و انكودر مي باشد. بخش الكترونيكي به عنوان بخش كنترلي سيستم مكانيكي به كار مي رود. بخش الكترونيكي به كمك يك پردازنده اطلاعات سرعت شفت خروجي را توسط يك انكودر دريافت مي كند و با تغيير در سرعت شفت خروجي، به تناسب شعاع حامل را در يك سيستم سياره اي به كمك يك موتور الكتريكي تغيير مي دهد. به دليل محرك بودن حامل در اين سيستم و متحرك بودن سياره اي خروجي اين تغيير شعاع حامل باعث تغييرات در سرعت خروجي مي گردد. در حقيقت اين مكانيزم با تنظيم فاصله پولي هاي ورودي و خروجي از مركز، سرعت خروجي را كنترل مي نمايد. اين مكانيزم در تثبيت سرعت موتورهاي احتراقي كه سرعت خروجي آن ها كاملا يكنواخت نيست كاربرد دارد. به عنوان مثال مي توان به موتور توليد برق اشاره نمود. استفاده از اين مكانيزم مي تواند نوسانات برق خروجي را كاهش دهد.

دانه آفتابگردان يكي از مهمترين دانه هاي روغني است كه در فرآيند برداشت آن لازم است دانه از طبق (گل) جدا شود. در حال حاضر براي جدا كردن دانه از طبق آفتابگردان از دو روش دستي و ماشيني استفاده مي-شود. استفاده از روشهاي دستي كاري بسيار سخت، طاقت فرسا و زمان بر بوده و نياز به نيروي كارگري زيادي دارد. روش‌هاي ماشيني موجود براي جدا كردن دانه‌ها از طبق آفتابگردان عمدتاً روشهاي مكانيكي هستند. از مشكلات عمده روشهاي مكانيكي ميتوان به مصرف بالاي انرژي، صدمات وارد به دانه، تلفات ناشي از ريزش دانه در روش برداشت كمبايني، پيچيدگي دستگاه و تنظيمات زياد آن و ..... اشاره كرد. به منظور رفع مشكلات مربوط به روش‌هاي مكانيكي جدا كردن دانه‌ها از طبق آفتابگردان، روش جديدي بر مبناي استفاده از جت‌هاي برخوردي هوا ارائه شد. در اين روش برخورد هواي پر سرعت خروجي از افشانك بر سطح طبق آفتابگردان سبب خارج شدن دانه ها مي شود. با وجود اين كه در صنعت به منظور شستشوي قطعات، زنگ زدايي، رنگ زدايي سوراخ كاري و..... و در حوزه صنايع غذايي و كشاورزي به منظور طبخ غذا، خشك كردن، دانه كردن انار و آبگيري مركبات از جتهاي برخوردي به طور گسترده ايي استفاده مي‌شود، ولي هيچ مورد گزارش شده ايي از كاربرد جت‌هاي سيال براي خارج كردن دانه‌هاي آفتابگردان از داخل طبق آنها در بررسي منابع داخلي و خارجي يافت نشد. لذا ماشين جدا كننده دانه از طبق آفتابگردان طراحي و ساخته شد. مزيت استفاده از روش جت هوا و ماشين ساخته شده براي خارج كردن دانه‌هاي آفتابگردان نسبت به ماشينهاي مكانيكي شامل: كاهش تنظيمات دستگاه و كاربري آسان، انرژي مصرفي كمتر، ايجاد سرو صدا و ارتعاش كمتر، استفاده از قطعات دوار و متحرك كمتر در ساخت دستگاه و در نتيجه استهلاك كمتر، كاهش تلفات دانه و .... ميباشد.

مطالعه و بررسي تمامي پديده هاي مربوط به حركت مواد گرانولي، دانه اي و پودري به گونه اي به پارامتر فيزيكي بسيار مهمي به نام ”زاويه استقرار“ بستگي دارد. هنگامي كه مواد گرانولي، دانه اي يا پودري بر روي يك سطح افقي ريخته شوند شكلي شبيه يك مخروط را به خود مي گيرند؛ به زاويه داخلي كه بين سطح مخروط و سطح افق شكل مي گيرد زاويه استقرار گفته مي شود. روشهاي مختلفي براي بدست آوردن زاويه استقرار وجود دارد كه به دو دسته روشهاي استاتيك و ديناميك طبقه بندي مي شوند. يكي از مهمترين اين روشها، روش ريزش مي باشد. در اين روش يك استوانه دو سر باز كه بر روي يك سطح تراز قرار گرفته است، از مواد پر مي شود. سپس استوانه به صورت كاملاً عمود بر سطح تراز و با سرعتي بسيار كم به سمت بالا كشيده مي شود. هنگامي كه استوانه هيچ تماسي با مواد نداشته باشد، مواد شكل يك مخروط را به خود مي گيرند. به زاويه داخلي كه بين سطح مخروط و سطح افق شكل مي گيرد زاويه استقرار ريزش گفته ميشود. در زمينه اندازه گيري زاويه استقرار بر مبناي روش ريزش عيوب عمده اي وجود دارد كه شامل متغير بودن سرعت حركت استوانه در حين آزمايش و عدم حركت استوانه به صورت كاملاً عمود بر سطح افق مي باشند. وجود اين عيوب باعث ايجاد خطا در آزمايش شده و داده هاي بدست آمده از انجام آزمايشات از مقادير دقيق و واقعي متفاوت خواهند بود. به منظور رفع مشكلات مربوط به روشهاي دستي يا نيمه دستي و رفع خطاي ايجاد شده در نتايج حاصل از انجام آزمايشات با استفاده از اين روشها دستگاه مكانيزه اندازه گيري زاويه استقرار بر مبناي روش ريزش طراحي و ساخته شد. در اين طرح علاوه بر رفع عيوب مذكور امكان بررسي اثر جنس استوانه، اثر جنس صفحه افقي كه مواد بر روي ان قرار مي گيرند و اثر سرعت خطي استوانه بر مقدار زاويه استقرار وجود دارد كه نتايج واقعاً ارزشمندي در اختيار مي نهد.