ماشين هوشمند بيناي پردازشگرتصوير

با توجه به پيشرفت سامانه هاي كشاورزي دقيق در سال هاي اخير، پايش وضعيت گياه در تمامي مراحل رشد، ضروري به نظر مي رسد. هنگامي كه كشاورز در زمان تصميم گيري در مرحله قبل از برداشت، اطلاعات كاملي از ميزان محصول خود داشته باشد، مي تواند براي در اختيار گرفتن نيروي انساني كافي و ادوات برداشت مناسب، انبارداري، حمل و نقل و بازاريابي محصول، از آن استفاده كند. با توجه به اين كه در حال حاضر در تخمين ميزان عملكرد محصول قبل از برداشت، خطاي انساني كشاورز وجود دارد، كشاورز با وجود يك وسيله نقليه خودكار شني دار مجهز به سامانه ماشين بينايي، ميتواند قبل از برداشت، تخمين ميزان محصول باغ كيوي را به صورت بر خط داشته باشد. اين ربات ميتواند در باغ استاندارد كيوي حركت كرده و تصاوير را بدون همپوشاني، دريافت و ثبت نمايد. همچنين با استفاده از الگوريتم پردازش تصوير نوشته شده براي آن، محصول كيوي را از هر تصوير استخراج كند. در نهايت ميزان محصول باغ كيوي را تخمين بزند. اين اختراع در زمينه مهندسي مكانيك بيوسيستم (تلفيق دانش هاي فني كامپيوتر (سامانه ماشين بينائي)، بخش مكانيكي (حامل شني دار) و كشاورزي دقيق (پايش وضعيت براي مديريت نهاده ها و توليد محصول)) مي باشد.

در كنتور هاي گاز بررسي عملكرد صحيح كنتور گاز و عدم وجود نشتي در اجزاي داخلي آن امري مهم در جلوگيري از به وجود آمدن خطاي اندازه گيري مي باشد بدين منظور بعد از ساخت كنتور گاز و قبل از ارائه آن به مصرف كننده بايستي عملكرد كنتور بر حسب ميزان نشتي آن بررسي شده و در صورت وجود نشتي بيش از حد كنتور ساخته شده اصلاح گردد به همين منظور جهت اندازه گيري دقيق نشتي داخلي كنتور گاز اقدام به ساخت دستگاه سنجش ديجيتال نشتي داخلي كنتور گاز گرديد دستگاه ساخته شده قادر است ميزان مكشي در حد استاندارد در كنتور ايجاد نمايد در اين دستگاه نشتي فضاي داخلي كنتور ، توسط سنسور با دقت اندازه گيري مي شود كه اين دقت جهت تشخيص نشتي هاي بسيار كوچك در عملكرد كنتور ، مناسب است . با استفاده از اين دستگاه ، آزمايش عملكرد هذر كنتور گاز در زماني بين 40 تا 50 ثانيه انجام مي گيرد.

در كنتورهاي گاز بررسي عملكرد صحيح كنتور امري مهم در جلوگيري از به وجود آمدن خطاي اندازه گيري مي باشد. بدين منظور بعد از ساخت كنتور گاز و قبل از ارائه آن به مصرف كننده، بايستي حركت دوراني يكنواخت سيستم لنگ آن بررسي شده و در صورت وجود پرش و عدم يكنواختي حركت دوراني سيستم لنگ، كنتور ساخته شده اصلاح گردد. به همين منظور جهت بررسي يكنواختي عملكرد سيستم سنجش كنتور گاز با ابزار دقيق، اقدام به ساخت دستگاه ديجيتال سنجش صحت عملكرد كنتور گرديد. دستگاه ساخته شده قادر است ميزان مكشي در حد استداندارد 400pa - در كنتور ايجاد نمايد. در اين دستگاه، اختلاف فشار بين فضاي داخلي كنتور و فشار جو، توسط سنسور با دقت 1pa± اندازه گيري مي شود كه اين دقت جهت بررسي عملكرد كنتور مناسب است. با استفاده از اين دستگاه، آزمايش عملكرد هر كنتور گاز در زماني بين 60 تا 70 ثانيه انجام مي گيرد.

يكي از دستگاه هاي كاليبراسيون كنتور گاز، دستگاه سنجش مخزني (Bell Prover ) است كه به طور وسيعي در صنايع گاز جهت كاليبره نمودن كنتورها مورد استفاده قرار مي گيرد. اين دستگاه قادر است حجم مشخصي از كار را در فشار و زمان معيني از كنتورهاي مورد آزمايش عبور داده و دقت كنتورها را در سه دبي 0.2Qmax 'Qmax و Qmin آزمايش نمايد. از اين دستگاه مي توان جهت ازمايش كنتورهاي گاز G2.5 و G4 و G6 با محدوده دبي 0.025m3/h تا 10m3/h استفاده نمود؛ بنابراين دستگاهي ايده آل براي كارخانجات سازنده كنتور و موسسات علمي تحقيقاتي مي باشد. نرم افزار طراحي شده براي اين دستگاه قادر است نمودار تغييرات دبي كنتور تحت ازمايش را بر حسب زمان ترسيم نمايد.

‏زمينه بين المللي اختراع : مهندسي مكانيك ‏اين اختراع طرح نوعي اچار جغجغه با سر قابل تعويض است كه براي باز يا بسته كردن پيچهاي استفاده شده بين دو سطح نزديك به هم ( به گونه اي كه در تصوير مشاهده ميشود ) كاربرد دارد . ‏انواع آچارهاي جغجفه رايج به دليل ضخامت زياد خود آچار و همچنين ضخامت بكس آنها به هيچ وجه قابليت استفاده در اين شرايط را ندارند . ‏اما طرح ارائه شده را با توجه به ضخامت كم آن مي توان مانند آچار تخت در اين موارد به كار برد . ‏با اين تفاوت كه آچار تخت را بايد بعد از چند درجه چرخش ، به دليل محدوديت فضا از پيچ خارج كرد و ‏دوباره جا انداخت كه اين كار باعث كند شدن كار و به زحمت افتادن كارگر ميشود .

بررسي نيرو در ادوات با ابعاد واقعي را مي توان با استفاده از دستگاه هاي تست مزرعه اي خودرو و يا در آزمايشگاه هاي داراي مخازن خاك بزرگ انجام داد. مخزن خاك يكي از تجهيزات تحقيقاتي مي باشد كه ابزار لازم جهت كنترل پارامترهاي خاك و ماشين انجام مطالعات رابطه ماشين و خاك و ديناميك آن را فراهم مي آورد. در اين طرح پژوهشي به منظور بررسي نيرو در ادوات كشاورزي؛، انجام مطالعات ديناميك خاك و اثر متقابل تاير با خاك مخزن خاك آزمايشگاهي طراحي و ساخته شد. در طراحي مخزن خاك، پنج بخش اصلي در نظر گرفته شده است 1) مخزن 2) قاب افزار 3) سيستم انتقال حركت، 4) وسايل فرآوري خاك و 5) وسايل اندازه گيري سيستم كنترل و ثبت داده ها مخزن به صورت ثابت بوده كه در كف سالن تعبيه شد و قاب افزار به صورت متحرك بوده و بر روي ريل هايي واقع در ديواره كناري مخزن حركت مي كرد. دستگاه سنجش برش خاك دو صفحه اي از ضمايم مخزن خاك بوده كه به وسيله آن رابطه بين تنش برشي و جابجايي برشي خاك مشخص شد. وسايل فرآوري خاك شامل غلتك و سيستم آب پاش بود. حداكثر سرعت خطي قاب افزار به علت محدوديت فضا يك متر بر ثانيه در نظر گرفته شد. قاب افزار به وسيله موتورالكتريكي ، زنجير، و چرخ زنجير به حركت در مي آمد. قسمت هاي اصلي وسايل اندازه گيري ، سيستم كنترل و ثبت داده ها نيز شامل اينورتر ، لودسل ، و اينترفيس بود. ازمايش هاي ارزيابي مخزن خاك در سه سرعت قاب افزار 0/08 و 0/17 و 0/35 متر بر ثانيه جهت تعيين نيروي كششي تاير (4.00-8) در قالب طرح كاملا تصادفي با سه تكرار براي هر آزمايش انجام شد. نتايج حاكي از آن بود كه سرعت پيشروي بر مقدار نيروي كششي تاير موثر مي باشد.

در چند دهه اخير تحقيقات متعددي بر روي خواص الكتريكي محصولات كشاورزي خصوصا ميوه ها انجام شده است. يكي از مشكلات اندازه گيري خصوصيات الكتريكي نوع الكترود مورد استفاده در اين تحقيقات مي باشد. الكترودهاي مورد استفاده سوزني شكل بوده و براي اندازه گيري به داخل بافت ميوه فرو برده مي شود. اين مسئله سبب تخريب بافت ميوه در اين روش ها مي شود كه از مقبوليت اين روش ها براي استفاده در بخش درجه بندي ميوه كاسته است. هدف اين طرح پژوهشي ارائه طرحي براي اندازه گيري مقاومت الكتريكي ميوه به روش غير مخرب مي باشد. در اين طرح از صفحه هاي مسي به عنوان الكترود استفاده شده است. براي قرارگيري الكترودها در دو سمت ميوه كفه هاي مناسب طراحي شده است. اين كفه ها كاملا عايق هستند. الكترودها به گونه اي قرار مي گيرد كه پشت صفحه هاي مسي فضاي خالي وجود دارد. اين فضاي خالي سبب تبعيت بهتر الكترودهاي صفحه اي از خميدگي سطح ميوه مي شود. همچنين به كمك لودسل نصب شده بر روي دستگاه امكان اندازه گيري و تنظيم نيروي وارده از سوي كفه ها به ميوه فراهم شده است. به كمك تنظيم نيروي وارده از سوي كفه ها به ميوه تماس يكنواختي در تمام آزمايش ها بين الكترود و ميوه ايجاد مي شود. بدين ترتيب احتمال خطاي اندازه گيري در اثر تماس ناقص الكترود و ميوه از بين مي رود. در تحقيقاتي كه پيش از اين انجام گرفته است. به دليل وارد آمدن آسيب توسط الكترودهاي سوزني در هر آزمايش امكان استفاده از همان نمونه ها در آزمايش بعدي وجود نداشت، خصوصا در براي بررسي تغييرات مقاومت الكتريكي ميوه در طول دوره ي نگهداري، نياز به تعويض نمونه در هر آزمايش است. تعويض مئداوم نمونه در انجام هر آزمايش، در يك دوره معين سبب ايجاد خطا در نتايج آزمايش مي شود، زيرا با هر بار تعويض ميوه آزمايش شده، شرايط ازمايش (رطوبت ميوه، ابعاد،...) تغيير مي كند و امكان ارزيابي دقيق بر روي يك نمونه مشخص وجود نداشته است. در اين روش به دليل عدم آسيب به بافت ميوه امكان ارزيابي تغييرات مقاومت الكتريكي با زمان بر روي يك ميوه ثابت وجود دارد. واژه هاي كليدي: مقاومت الكتريكي، ميوه، الكترود صفحه اي، ارزيابي غيرمخرب.

توصيف ويژگي هاي خاك براي مديريت صحيح و آگاهي از رشد محصولات در كشاورزي دقيق، نشان دادن كارايي وسايل نقليه غير جاده اي، تغيير شكل خاك (فشردگي و پيدايش اثر چرخ بر روي خاك) كه ناشي از رفت آمد وسايل نقليه است و تعيين قابليت خاك براي حركت وسايل نقليه، ضروري مي باشد. بيكر در اولين كتاب خود، تئوري جابجايي خاك، بيان كرد كه در اثر نيروي وارد به خاك دو نوع جابجايي در آن حاصل مي شود: 1) جابجايي حاصل از تراكم خاك 2) جابجايي حاصل از گسيختگي خاك. در اين طرح پژوهشي به منظور تعيين جابجايي حاصل از تراكم و گسيختگي خاك (عكس العمل خاك در اثر حركت وسايل نقليه چرخ زنجيري) دستگاه سنجش جابجايي برشي خاك دو صفحه اي طراحي و ساخته شد. اين دستگاه شامل صفحه شني، صفحه اندازه گيري، پيچ انتقال قدرت، لودسل، اينترفيس، و كامپيوتر مي باشد. آزمايش دستگاه سنجش جابجايي برشي خاك دو صفحه اي در خاك لومي با چگالي kg/m 3 و 103×2/674 و رطوبت 80% انجام شد. جابجايي برشي خاك تحت حركت صفحه شني شامل سه مرحله جداگانه بود: مرحله ال، صفحه شني در اثر تراكم و فشردگي خاك حركت كرد تا هنگامي كه گسيختگي در ديواره و كف بلو خاك ايجاد شد. حداكثر نيروي جهت تراكم خاك 324 نيوتن و حداكثر جابجايي صفحه شني 4 ميلي متر بود. در مرحله دوم، گسيختگي در ديواره و كف بلوك خاك آغاز گرديد. در اين مرحله منحني يك مسير نزولي در نيروي محوري داشته و جابجايي برشي در اين حالت به 23 ميلي متر رسيد و صفحه شني و اندازه گيري هر دو حركت مي كردند. مرحله سوم، محل اتصال بلوك خاك با توده خاك در كف و ديواره هاي آن كاملا گسيخته شد و بلوك خاك در اثر اعمال نيروي محوري در امتداد كانال سر خورد. در اين حالت منحني تقريبا به صورت خطي افقي گرديد. ميزان نيروي ثابت 57 نيوتن بود. واژگان كليدي: دستگاه سنجش دو صفحه اي، جابجايي برشي خاك، تنش برشي خاك، وسايل نقليه چرخ زنجيري.