آبياري سطحي معمول ترين روش تأمين نياز آبي محصولات كشاورزي در ايران است. اين روش به سطحي با شيب يكنواخت و مناسب براي هر نوع خاك، محصول و شيوه آبياري سطحي نيازمند است. در تسطيح با جابه¬جايي خاك از بلندي¬ها به گودال¬ها به طوري كه كمترين حجم عمليات جابجايي خاك وجود داشته باشد، يك سطح مستوي شيب¬دار مناسب محقق مي¬شود. با پيشرفت فن¬آوري، ماشين¬هاي تسطيح به سامانه ليزر مجهز شدند. در هنگام انجام عمليات تسطيح با ماشين¬هاي تسطيح ليزري، اگر در نقطه¬اي ميزان خاكبرداري به قدري زياد باشد كه ماشين تسطيح تواني بيش از توان مالبندي تراكتور بخواهد باعث ايجاد اضافه بار بر روي موتور و لغزش بالا در چرخ هاي محرك تراكتور وحتي خاموش شدن تراكتور مي¬گردد. براي ممانعت از اعمال بار اضافي به ماشين تسطيح ليزري و تراكتور، بايستي توسط راننده، سيستم ليزر ماشين تسطيح ليزري فورأ از حالت خودكار به حالت دستي قرار گيرد و عمق خاكبرداري كم شود، كه اين كار نيازمند تجربه، مهارت و سرعت عمل بالاي راننده مي¬باشد. با استفاده از يك سامانه كنترل عمق تيغه كه متشكل از يك سيستم كنترلي حلقه بسته است، از بيش باري تراكتور و خاموش شدن آن در حين عمليات تسطيح جلوگيري مي¬شود. اين سامانه دور موتور تراكتور را دريافت كرده و در حافظه ميكروكنترلر اصلي (كه با نرم افزار AVR-Codevision در غالب كد 130 خطي برنامه ريزي شده است) ثبت مي¬كند. همچنين دور مطلوب و بحراني موتور را كاربر تراكتور به¬وسيله صفحه كليد دستگاه در ميكرو كنترلر اصلي ثبت مي¬كند. با تغييرات دور موتور تراكتور، سامانه با مقايسه لحظه¬اي دور موتور با دور بحراني و نامي و تشخيص بيش باري، فرمان دهي به جك تنظيم ارتفاع تيغه از سيستم ليزري را متقوف مي¬كند.همچنين سامانه كنترل عمق با فرمان ارسالي خود به شير برقي جك تنظيم كننده ارتفاع تيغه، با بالابردن تيغه تا رسيدن به دور مطلوب كاري موتور تراكتور بيش باري را از بين مي¬برد.نهايتا ميكروكنترلر اصلي سامانه كنترل موقعيت تيغه را به سيستم ليزري داده و تا رخ دادن بيش باري بعدي فرماني ارسال نمي¬كند. پس از ساخت سامانه مورد نظر، به هنگام عمليات تسطيح در مزرعه مورد ارزيابي قرار گرفت و محقق شدن اهداف مورد انتظار از دستگاه مشاهده گرديد. همچنين استفاده از اين دستگاه باعث كاهش مصرف سوخت، كاهش زمان عمليات تسطيح و افزايش دقت عمليات تسطيح مي¬گردد.

محصولات كشاورزي در طي مراحل برداشت، حمل و نقل، فرآوري و ذخيره سازي بر سطح اجزاي ماشين آلات و محل ذخيره سازي، نيرو¬هاي اصطكاكي اعمال مي¬كنند. دانستن مقدار اين نيرو¬هاي اصطكاكي در طراحي تجهيزات و فرآيند¬ها حائز اهميت است. در اين اختراع سامانه اندازه¬گيري ضريب اصطكاك استاتيكي و ديناميكي محصولات كشاورزي طراحي و ساخته شد. براي اندازه¬گيري ضريب اصطكاك استاتيكي و ديناميكي از مدار¬هاي كنترلي حلقه بسته با بازخورد منفي استفاده گرديد. براي اندازه¬گيري ضريب اصطكاك استاتيكي با استفاده از يك سطح شيبدار، از يك جفت حسگر مادون قرمز نصب شده مقابل هم بر سطح شيبدار در مكان مشخص استفاده گرديد. با افزايش زاويه سطح شيبدار توسط موتور الكتريكي جعبه¬دنده¬دار، به محض حركت جسم (آستانه لغزش) در زاويه مشخص، ارتباط بين حسگر¬هاي مادون قرمز توسط حركت ناچيز جسم قطع شده و افزايش زاويه سطح متوقف و ضريب اصطكاك استاتيكي توسط ميكروكنترلر اصلي سامانه محاسبه و در نمايشگر نشان داده مي¬شود. از يك جفت حسگر مادون قرمز ديگر، نصب شده به موازات جفت حسگر اول روي سطح شيبدار، براي اندازه¬گيري ضريب اصطكاك ديناميكي استفاده گرديد. محصول مورد نظر توسط كاربر در قبل از خط واصل جفت حسگر اول قرار گرفته و پس از رها شدن آن، پردازنده زمان لازم براي طي نمودن فاصله مشخص بين دو جفت حسگر توسط محصول را ثبت مي¬نمايد. اصول شروع و توقف زمان سنجي بر اساس قطع شدن ارتباط بين حسگر¬هاي اول و دوم توسط حركت محصول مي¬باشد. پس از زمان¬سنجي حركت محصول، پردازنده واحد كنترل مقدار ضريب اصطكاك ديناميكي و سرعت حركت محصول را در لحظه عبور از جفت حسگر دوم در نمايشگر نشان مي¬دهد.

در اين اختراع به منظور افزايش بازده كشش تراكتور و دستيابي به عمق شخم مطلوب، يك سامانه كنترل فازي عمق و كشش براي تراكتور طراحي و پياده سازي شد. واحد هاي اصلي دستگاه عبارتند از سه حسگر دور سنج ديجيتال، يك مقاومت متغير خطي (پتانسيومتر)، شير برقي، دو جك هيدروليك دو طرفه و واحد كنترل. واحد كنترل با دريافت مقادير عمق شخم مطلوب و لغزش چرخ بحراني و مقايسه لحظه اي اين مقادير با مقادير لحظه اي عمق شخم و لغزش چرخ (دريافت شده از حسگر هاي دور سنج و مقاومت متغير خطي)، با توجه به قواعد فازي تعريف شده، دستور مورد نياز را به شير برقي ارسال مي نمايد. شير برقي با فعال نمودن مسير روغن در جك هاي هيدروليك، بازو هاي اتصال سه نقطه تراكتور را بالا يا پايين مي كند. به منظور بررسي اثر استفاده از دستگاه ساخته شده در عمليات خاك ورزي با ابزارهاي خاك ورز سوار، سامانه ساخته شده بر تراكتور ميان قدرت MF-399 نصب و مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج نشان داد دستگاه ساخته شده به درستي عمل نموده و در مقايسه با سامانه كنترل كشش تراكتور، استفاده از دستگاه ساخته شده باعث افزايش ميانگين بازده كشش از 10 تا 20 درصد، كاهش خطاي اعمال عمق شخم از 41 تا 53 درصد، كاهش لغزش چرخ از 24 تا 34 درصد، كاهش مصرف سوخت بر حسب ليتر بر هكتار از 14 تا 34 درصد و افزايش بازده انرژي كل تراكتور از 22 تا 74 درصد براي گاو آهن هاي برگردان دار، بشقابي و قلمي شده است. بر اساس نتايج حاصله توسعه و پياده سازي دستگاه كنترل فازي كشش و عمق ساخته شده، براي تراكتورهاي موجود در كشور توصيه مي شود.

اجراي عمليات مربوط به كشاورزي دقيق نيازمند اين است كه فاصله زماني بين اندازه ‌گيري فراسنجه هاي تراكتور (سرعت پيشروي، لغزش چرخ محرك، نيروي كششي، بار ديناميكي چرخ عقب، عمق شخم ابزار خاك ورز و مصرف سوخت) حتي ‌الامكان كوتاه و در شرايط واقعي مزرعه‌ باشد و اين شرايط نيز مستلزم وجود دستگاه هاي كنترلي دقيق با ضريب اطمينان بالا است تا بتواند هم زمان با اجراي عمليات در مزرعه، اندازه ‌گيري ها را انجام و ثبت نمايد. به همين منظور دستگاه جامع جمع آوري، پردازش و ذخيره اطلاعات فراسنجه‌هاي عملكرد تراكتور طراحي و ساخته شد. واحد هاي اصلي دستگاه عبارتند از پنج حسگر دور سنج ديجيتال، سه نيرو سنج دو طرفه، دو جريان سنج توربيني و يك مقاومت متغير خطي (پتانسيومتر)، و واحد پردازش اطلاعات (نمايشگر لمسي و مدار هاي الكتريكي دريافت و ذخيره اطلاعات). نمايشگر لمسي به كار رفته در اين دستگاه، ارتباط بين كاربر و اجزا مختلف دستگاه را به صورت نرم افزاري تسهيل نموده است. دستگاه مذكور اختراع حاضر كه به صورت كنترلي حلقه بسته توسعه داده شده، قابليت اندازه گيري و ثبت فراسنجه هاي اصلي عملكرد تراكتور (لغزش چرخ محرك، سرعت پيشروي، مصرف سوخت، عمق شخم، نيروي كششي يا مالبندي مورد نياز ابزار و بار ديناميكي چرخ) را دارا است. دستگاه ساخته شده، سيار، متراكم و كم حجم، سبك، ارزان قيمت و داراي راحتي در ساخت و نصب بر تراكتور است. به هنگام جابجايي از يك تراكتور به تراكتور ديگر، نياز به هيچ تغيير نرم افزاري يا سخت افزاري دستگاه نيست. بنابراين دستگاه ساخته شده داراي قابليت نصب بر هر گونه تراكتور دو يا چهار چرخ محرك موجود در كشور، به منظور آزمايش هاي مزرعه اي ارزيابي ادوات كشاورزي است.