كانال هاي آبياري براساس حداكثر آب مورد نياز آبياري طراحي مي شوند. ميزان آب مورد نياز تابعي از زمان بوده و در طول دوره زراعي ثابت نيست و اين خصوصيت، نوسان در تراز سطح آب در كانال را به همراه دارد. از طرف ديگر جهت انحراف بخشي از جريان آب با دبي مشخص از كانال اصلي به كانال فرعي در محل انحراف تراز سطح آب بايد ثابت نگه داشته شود و يا به عبارت بهتر، نوسان سطح آب را كاهش داد. بنابراين نياز به طراحي و اجراي سازه اي است كه بتواند اثر نوسانات دبي در كانال اصلي را كنترل نموده و با يك ضريب اطمينان مناسب مقدار آب مورد نياز كانال فرعي را تامين نمايد. در عمل، تراز سطح آب به وسيله تنظيم كننده هاي عرضي كنترل مي گردد، به طوري كه عمق آب مورد نياز در محل آبگير تثبيت شده و امكان آبگيري در حد ظرفيت طراحي براي كانال فرعي همواره وجود داشته باشد. همچنين در دبي حداكثر كانال و هنگام حداكثر نياز پايين دست، اين سازه كنترل و تنظيم كننده سطح آب، بايد كمترين افت را در مسير جريان ايجاد نمايد تا كانال اصلي، آّب را با حداكثر ظرفيت خود عبور دهد. سازه هاي آبي مورد نياز براي آبگيري شامل دو بخش تنظيم كننده تراز سطح آب نصب شده در كانال اصلي و يك آبگير كه در ابتداي كانال فرعي جهت هدايت دبي قرار گرفته است، مي باشد. بنابراين وجود سازه اي كه بتواند بطور همزمان با تغييرات دبي كانال اصلي(دبي هاي زياد ) و در نتيجه تغيير ارتفاع سطح آب، شرايط لازم براي آبگيري كانال فرعي را ايجاد نمايد، مورد نياز است. از آنجا كه هر يك از سازه هاي موجود تنها در شرايط خاصي قادر به كنترل سطح آب و آبگيري مي باشند و نيز در موارد متعدد، با مشكلاتي در حين بهره برداري( از جمله ايجاد خطاي بيش از حد مجاز، امكان دستكاري، تعرض و همچنين سرقت توسط زارعين و افراد ناشناس، نياز به متخصص براي بهره برداري، عدم دقت كافي براي اندازه گيري دبي و مقرون به صرفه نبودن از لحاظ افتصادي) مواجه هستند، سيستم آبگير استوانه اي روزنه دار كه سازه اي تلفيقي از سرريز-دريچه استوانه اي و روزنه بوده و بدليل قابليت تبديل شدن به سازه سرريز، دريچه و سرريز- دريچه با ارتفاع هاي متفاوت و مورد نياز در مواقع مورد لزوم جهت تنظيم سطح آب براي آبگيري و وجود روزنه ها و لوله آبگيري به منظور انحراف آب به كانال فرعي، پيشنهاد مي گردد.

مقسم متحرك تنظيم شونده آّب: آب در جوامع بشري در زيرساخت¬هاي اقتصادي، اجتماعي و فرهنگي نقش موثري دارد. از طرفي عدم توزيع مناسب زملني و مكاني اين ماده خصوصا در كشور ايران كه داراي آب هواي خشك و نيمه خشك بوده ، مديريت استفاده از اين ماده حياتي را جهت كاهش اختلاف بين بهره بران آن امري ضروري نموده است. يكي ازموارد استفاده آب در بخش كشاورزي بوده كه كشاورزان جهت بهره برداري و تقسيم آب بر اساس مالكيت اراضي از شيوه¬هاي گوناگوني استفاده مي¬كنند. از شيوه¬هاي متداول تقسيم آب مي توان به سازه¬هاي مقسم اشاره نمود. كه به دو گروه سنتي و مدرن دسته¬بندي مي¬شوند. يكي از مقسم¬هاي سنتي سازه داركل مي¬باشد. كه از ديرباز تا كنون با شكل¬هاي گوناگون جهت تقسيم آب بين مزارع در شمال ايران و در حوضه آبريز هراز مورد استفاده قرار مي¬گيرد. داركل تنه درختي مي¬باشد كه شاخ برگ آن قطع شده باشد به طوري كه ابعاد آن در تمام طولش يكسان باشد. كشاورزان جهت نصب داركل ابتدا دو عدد ستون چوبي را به وسيله ميخ به هم متصل نموده و درعرض رودخانه درمحلي كه مسير رودخانه تا فاصله چند متري از نقطه نصب سازه مستقيم باشد قرار مي¬دهند. براي جلوگيري از حركت داركل بر اثر نيروي آب، اين سازه را در دوطرف رودخانه با استفاده از قلابي دو شاخه به زمين متصل مي¬نمايند. سپس جهت تقسيم آب، در روي سطح بالايي داركل كه آب از روي آن جريان مي¬يابد زائده¬هايي به نام تاج ايجاد مي-كنند. فاصله بين داركل و كف رودخانه را بوسيله شاخ برگ درختان پوشانده وفضاي بين شاخ برگ¬ها بتدريج با گل لاي موجود در آب پرشده و بدين ترتيب آب در پشت داركل جمع شده و به طور يكنواخت از بريدگي¬هاي تاج داركل كه هيدروليكي شبيه سرريزهاي لبه پهن دارد عبور مي¬نمايد.شكل 1: تصوير داركل در اين طرح براساس سازه داركل، سازه مقسمي پيشنهاد شده است كه داراي ويژه¬گي¬هايي نسبت به داركل، از جمله سادگي حمل ، سادگي نصب، قابليت تنظيم شدن ، دقت بالاي تقسيم آب وعمر بالا مي¬باشد.

اندازه¬گيري حجم آب مورد نياز جهت مصارف كشاورزي لازم وضروري است. در اين راستا روش¬هاي بسياري براي اندازه¬گيري دبي آب دركانال¬هاي باز وجود دارد. در ميان اين روش¬ها، سرريز و دريچه به صورت عمده به علت داشتن روابط ساده و نسبتا دقيق در اندازه گيري جريان و كنترل سطح آب كاربرد بيشتري دارند. دريچه¬ها از جمله سازه هاي كنترل كننده جريان هستند كه در شكل¬ها و با نحوه عملكرد¬هاي متفاوتي مورد استفاده قرار مي¬گيرند. از جمله محل¬هاي استفاده دريچه¬ها مي¬تواند، روي تاج سرريزهاي لبه¬آبريز وخروج آب از درياچه به رودخانه و كانال، باشد. هر نوع دريچه امتيازات ونقايص مربوط به خود را داشته و با توجه به موقعيت كاربرد و خصوصيات استفاده از آن، مي توان يكي از انواع دريچه را انتخاب نمود. طبق تعريف، هر مانعي كه بر سر راه جريان در كانال قرار گيرد و باعث شود تا آب درپشت آن بالاآمده و بر سرعت آب درضمن عبور از روي آن افزوده شود، سرريز ناميده مي¬شود. يكي از انواع سرريزها، سرريزهاي دايره¬اي مي¬باشد. سرريزهاي دايره-اي يا استوانه اي، براي اندازه¬گيري جريان، به خصوص در شدت جريان¬هاي بالا مورد استفاده قرار مي¬گيرند. اين سرريزها كاربرد وسيعي در مهندسي هيدروليك به عنوان تخليه آب داشته ودر كانالها و مخازن مورد استفاده قرار مي¬گيرند. مزيت سرريزهاي دايره¬اي در پايداري الگوي جريان، سهولت عبور تكه هاي شناور و نيز ساده بودن طراحي آنها در مقايسه با سرريزهاي اوجي است. كاربرد وسيع اين سرريزها در دريچه¬هاي غلتكي، سدهاي لاستيكي و دريچه¬هاي استوانه¬اي ( فلز تو خالي است كه بوسيله سيستم¬هاي بتوني در جاي خود نگهداري مي¬شوند) مي¬باشد.. علاوه بر اين، روابط حاكم بر جريان در اين سرريزها به عنوان الگويي جهت بررسي جريان در سدهاي لاستيكي است كه هيدروليك جريان در آنها در حالت كاملا بر افراشته همانند سرريزهاي استوانه¬اي مي¬باشد . تجمع مواد رسوبي در بالادست وسائل كنترل و اندازه¬گيري دبي در لوله¬ها، شبكه¬هاي آبياري وزهكشي، كانالهاي آبگيري و همچنين فاضلاب از معضلات اندازه گيري دبي مي¬باشد. همواره آب جاري در مسير رودخانه و كانال داراي ذرات معلق رسوب و مواد شناور بوده كه فرصت ته-نشيني در پشت سرريز و تجمع در ورودي دريچه را پيدا نموده و علاوه بر كاهش حجم كانال در محدوده سازه سبب مشكلاتي از جمله تغيير مرفولوژي رودخانه، آبگيري زمين¬هاي اطراف به علت سرريز شدن آب از جناحين كانال و رودخانه، به خطر افتادن پايداري سازه و كاهش دقت اندازه¬گيري جريان مي¬شود. اسير السن و هانسن (1962) آزمايشات گسترده¬اي در اين زمينه انجام دادند و مشاهده كرده¬اند هنگامي كه 75% ارتفاع سرريز را رسوب پر نمايد، حدود 8% افزايش در مقدار دبي جريان ايجاد مي¬شود. بنابراين در اين طرح ايده تركيب سرريز و دريچه به عنوان يك سازه هيدروليكي جديد مطرح گرديد كه مي¬تواند نواقص سرريز و دريچه را به صورت جداگانه مورد استفاده قرار مي¬گيرند را برطرف نموده وهمچنين داراي مزاياي سازه¬هاي مذكور باشد. به طوري كه مواد معلق از روي سازه و مواد قابل ته نشين شدن به شكل بهتري از زير دريچه عبور نمايد. و از طرفي با توجه به تاثير جريان ريزشي سريز روي جريان عبوري از دريچه و متفاوت شدن هيدروليك آن با هيدروليك سرريزو دريچه جداگانه جهت تخمين ميزان جريان عبوري از اين سازه آزمايشاتي طراحي و انجام گشته و بر اساس آن رابطه¬اي براي ضريب دبي جريان ارائه گرديده كه داراي همبستگي بالايي مي¬باشد.

كانال¬هاي آبياري براساس حداكثر آب مورد نياز آبياري طراحي مي¬شوند. ميزان آب مورد نياز تابعي از زمان و در طول دوره زراعي ثابت نيست و اين خصوصيت، نوسان در تراز سطح آب در كانال را به همراه دارد. از طرف ديگر جهت انحراف بخشي از جريان آب با دبي مشخص از كانال اصلي به كانال فرعي در محل انحراف تراز سطح آب بايد ثابت نگه داشته شود و يا بعبارت بهتر، نوسان سطح آب را كاهش داد. بنابراين نياز به طراحي و اجراي يك سازه¬ است كه بتواند اثر نوسانات دبي در كانال اصلي را كنترل نموده و با يك ضريب اطمينان مناسب مقدار آب مورد نياز كانال فرعي را تامين نمايد. در عمل تراز سطح آب به وسيله سازه¬هاي آب¬بند و يا تنظيم كننده¬هاي عرضي كنترل مي¬گردد، به طوري كه عمق آب مورد نياز در محل آبگير تثبيت شده و امكان آبگيري در حد ظرفيت طراحي براي كانال فرعي همواره وجود داشته باشد. همچنين در زمان¬هاي سيلابي اين سازه كنترل و تنظيم كننده سطح آب بايد كمترين افت را در مسير جريان ايجاد نمايد تا كانال اصلي سيلاب را با حداكثر ظرفيت خود عبور داده و موجب كاهش خسارات حاصل از آبگيري زمينهاي اطراف گردد.. بنابر اين وجود سازه¬اي كه با تغييرات دبي كانال اصلي(زمان سيلابي ، زمان كم آبي و حد واسط اين دو حالت) بتوان با تغيير ارتفاع آن شرايط لازم براي آبگيري كانال فرعي يا ايجاد مسير عبور آب با وجود كمترين مانع در جهت جريان آب در مواقع سيلابي از لحاظ اقتصادي بسيار مقرون به صرفه خواهد بود. در اين طرح بر اساس نياز احساس شده ايده طراحي و استفاده از دريچه لولايي تنظيم كننده سطح آب مطرح گرديده كه مي¬تواند با چرخش حول لولاي خود تمام شرايط گفته شده در بالا را در زمانهاي مختلف ايجاد نموده و داراي مزايايي از جمله سادگي، اقتصادي، عدم نياز به آموزش خاص و از همه مهمتر يك سازه كه قابليت تبديل شدن به سازه مورد نياز با توجه به تغييرات دبي جهت تنظيم سطح آب مورد نياز ، نسبت به سازه هاي موجود مي¬باشد.

در هر سال تعداد زيادي از مصدومين حوادث و تصادفات كه بيشتر افراد جوان را شامل مي¬شوند، دچار آسيب به ستون مهره ها و نخاع شده و ضمن بروز مرگ و ناتواني هزينه هاي سنگيني به سيستمهاي بهداشتي- درماني و جامعه تحميل مي¬كنند. در حالي كه مي¬توان از بروز بسياري از اين موارد با استفاده و بهره¬گيري از روشهاي اصولي و بكارگيري وسايل مناسب در محيط هاي خارج از بيمارستان و مراكز درماني و بيمارستانها پيشگيري نمود به طوري كه كلار هاي گردني در دستگاه هاي امدادي مثل اورژانس و هلال احمر به صورت ابتدايي مورد استفاده قرار مي گيرد كه در مواقع بروز حادثه و استرس ناشي از صحنه حادثه ميزان خطاهاي انساني جهت تشخيص به موقع و صحيح علائم حياتي فرد مسدوم بالارفته و باعث افزايش ضايعه به وجود آمده در بيمار خواهد شد. ارائه راه حل: براي حل مشكل موجود و كاهش خطاهاي انساني ناشي از استرس صحنه حادثه محصولي طراحي شده است به نام كلار گردني هوشمند، مجهز به سنسور علائم حياتي بدن مي باشد و وظيفه ي آن جلوگيري از اتلاف وقت، كاهش ضريب خطا انساني و افزايش توان امدادگر در مواجهه با صحنه حادثه مي باشد، اين دستگاه بعد از فيكس كردن بر روي گردن حادثه ديده بدون ارزيابي توسط امدادگر علائم حياتي بدن او را نمايش مي دهد درضمن با استفاده از اين محصول سرعت عمل و زمان طلايي براي نجات بيمار افزايش يافته و نتيجه مطلوب تري خواهد داشت. طرز كار: كلار گردني در مواقع حوادث و احتمال بروز ضايعه نخاعي بروي گردن مصدوم بسته شده كه از حركت سر و گردن جلوگيري مي كند با نصب كلار گردني هوشمند بروي گردن بيمار، سنسور هاي تعبيه شده در دو طرف كلار مماس با شريان كاروتيد مسدوم قرار مي گيرد و با اين عمل شمارش نبض مسدوم كه احتمال ضعيف بودن آن مي رود اندازه گيري شده و توسط نمايشگر ال سي دي به استحضار امدادگر براي ادامه و انتخاب راه حل جهت انتقال بيمار به مراكز پزشكي را در كمترين زمان ممكن مي دهد.

كارخانه‌هاي سنگبري جهت خنك‌كاري ديسك‌هاي برش و جلوگيري از پراكنده شدن گرد و غبار برش سنگ از آب استفاده مي‌كنند. اين آب از ذخاير آب‌هاي زيرزميني به وسيله چاه‌هاي عميق استخراج شده و مورد بهره‌برداري قرار مي‌گيرد. معمولاً هركارخانه يك حلقه چاه اختصاصي دارد كه اين موضوع باعث بهره‌برداري بيش از حد از ذخاير شده و سطح آب را پايين مي‌آورد. آب مصرف مي شود در صورتي كه اين آب جمع‌آوري و تصفيه نشود، ميزان مصرف آب كارخانه بسيار زياد خواهد بود. سيكلون دستگاهي است كه براي جداسازي ذرات جامد از سيال بر اساس نيروي گريز از مركز استفاده مي‌كند. زماني كه سيال، مايع باشد به آن هيدروسيكلون گفته مي‌شود. كارايي هيدروسيكلون در زمينه‌هاي پالايش، جداسازي ذرات جامد معلق در مايع، شستشو و طبقه‌بندي مواد تا حدي است كه مي‌تواند با استفاده‌هاي متنوع، حجم كم، قيمت ارزان دستگاه و قابليت نصب و بهره‌برداري آسان كه از ويژگي‌هاي برجسته اين دستگاه مي‌باشد در صنايع مختلف كاربرد داشته باشد. هيدروسيكلون متشكل از يك بدنة اصلي است كه از يك قسمت استوانه‌اي و يك بخش مخروطي تشكيل شده است. جريان از دهانة ورودي متصل به قسمت بالاي استوانه، به صورت مماسي وارد شده و در اثر چرخش و ايجاد نيروي گريز از مركز، ذرات معلق درشت و چگال به سمت ديواره پرتاب و از آنجا به سمت ته‌ريز هدايت شده و سيال عاري از ذرات، از طريق مجراي خروجي خارج مي‌گردد. اين اختراع مرتبط با حوزه هيدروسيكلون و جداسازي جامد از مايع مي‌باشد كه براي جداسازي ذرات جامد ريزدانه (ميكرون) از آب روشي براي تصفيه پساب كارخانه سنگبري باشد. ميزان خلوص آب تصفيه شده به هندسه هيدروسيكلون، فشار و غلظت پساب ورودي مورد استفاده بستگي دارد و از آنجا كه وجود ذرات تا حد 30 ميكرون در آب تصفيه شده مورد تأييد سنگبري‌ها مي‌باشد، اين روش جداسازي پيشنهاد مناسبي براي صنعت سنگبري مي‌باشد.

هدف اصلي از اين اختراع خودكار كردن عمليات هاي مختلف گلخانه اي است كه براي تحقق اين هدف يك روبات متحرك ساخته شد و مورد ارزيابي قرار گرفت. روبات ساخته شده يك روبات متحرك سه چرخ با دو چرخ محرك در قسمت عقب و يك چرخ هرزگرد در قسمت جلوي آن است. واحدهاي سخت افزاري آن عبارتند از: ايستگاه مركزي واحد كنترل واحد حسگرها واحد عملگرها واحد ايمني واحد سمپاشي و شاسي و بدنه. ماموريت تعيين شده براي روبات در اين تحقيق طي نمودن يك مسير از پيش تعيين شده رايانه اي در ايستگاه مركزي (با رايانه موجود در روي خود روبات) ماموريت مورد نظر شامل مشخصات مسير و عمليات گازي) را تعيين مي كند. دستورات صادر شده از طرف كاربر از طريق يك شبكه بي سيم محلي به روبات ارسال مي شود و روبات براساس آن دستورات عمل مي كند. همچنين مقادير پارامترهاي مختلف روبات نيز بصورت لحظه اي به ايستگاه مركزي ارسال مي شود تا كاربر بتواند نظارت و كنترل دقيقي بر روي كاركرد روبات داشته باشد. در بين رديف هاي محصول از حسگرهاي فراصوتي نصب شده در دو طرف روبات و در انتهاي رديف ها در حين دور زدن از روش تخمين مسافت براي توليد سيگنال هاي هادي (تعيين جهت و موقعيت) روبات استفاده شد. آزمون هاي ارزيابي روبات در دو گلخانه مجزا به منظور ارزيابي عملكرد واحدهاي مختلف روبات از جمله واحد سمپاشي در درون راهروهاي گلخانه و در مسير هاي مستقيم و U شكل انجام شد. براساس نتايج ارزيابي اوليه عملكرد روبات در گلخانه اول، در هر دو نوع كنترلر كلاسيك و فازي با افزايش سرعت پيشروي روبات مقدار RMSE انحارف جانبي آن نيز افزايش يافت. مقادير انحراف جانبي در حالت راه اندازي روبات با كنترلر فازي بيشتر از كنترلر كلاسيك بود. در مقايسه مقادير انحراف جانبي كنترلر كلاسيك در حالت چرخهاي محرك در جلو با مقادير حالت چرخهاي محرك در عقب مشخص شد كه مقادير انحراف جانبي روبات در حالت چرخهاي محرك در جلو بيشتر از حالت چرخهاي محرك در عقب است. براساس نتايج ارزيابي نهايي عملكرد روبات در گلخانه دوم مشابه آزمون هاي گلخانه اول با افزايش سرعت پيشروي روبات مقدار ميانگين RMSE انحراف جانبي روبات نيز افزايش يافت. با كاهش سرعت دوراني روبات مقدار انحراف جانبي آن نيز كاهش يافت. با افزايش سرعت پيشروي روبات شعاع دوران و فضاي مورد نياز براي دور زدن روبات در انتهاي راهرو افزايش يافت. عملكرد واحدهاي ايمني و ايستگاه مركزي روبات نيز مطلوب و قابل قبول بود. از آزمون ارزيابي عملكرد واحد سمپاشي روبات نيز ميانگين دقت واحد سمپاشي در سمپاشي 99/47 درصد و در عدم سمپاشي 99/92 درصد به دست آمد.

از آنجا كه در هر پروژه آبياري، اندازه گيري حجم آب مورد نياز جهت مصارف كشاورزي حائز اهميت بسيار بوده، لذا سازه هاي كنترل و اندازه گيري جريان از اجزاي مهم در شبكه هاي آبياري و زهكشي تلقي مي گردند. در ميان روش هاي گوناگون اندازه گيري دبي آب ورودي به كانال ها و كنترل سطح آب، سرريزها و دريچه ها به صورت عمده به علت داشتن روابط ساده و نسبتاً دقيق كاربرد بيشتري دارند. از آن روي كه همواره آب جاري در مسير كانال ها، داراي ذرات معلق رسوب و مواد شناور بوده، كه تجمع رسوبات و مواد شناور پشت سرريز و دريچه سبب تغيير شكل كانال، پس زدگي و سرريز شدن آب از جناحين كانال، به خطر افتادن پايداري سازه و كاهش دقت اندازه گيري جريان مي شود، سازه دريچه استوانه اي با محور دوران خارج از مركز به دليل قابليت تبديل به سازه هاي سرريز، سرريز- دريچه و دريچه با ارتفاع هاي مختلف و مورد نياز در مواقع لزوم جهت تنظيم تراز سطح آب بالادست در شبكه هاي آبياري و زهكشي به منظور اندازه گيري و كنترل هر چه دقيقتر دبي در شرايط مختلف كم آبي و پر آبي بر حسب مورد استفاده پيشنهاد مي شود. كاربرد سازه دريچه استوانه اي با محور دوران خارج از مركز داراي مزايايي چون: سهولت طراحي، ساخت و اجرا، سادگي هيدروليك جريان، سهولت در نحوه تغيير ارتفاع سازه به علت قابليت چرخشي آن حول محوري خارج از مركز سازه، عبور مواد شناور از روي سازه و تخليه مواد قابل ته نشين شدن از زير دريچه، امكان كنترل و تنظيم تراز سطح آب و اندازه گيري جريان به طور هم زمان، شرايط نگهداري و بهره برداري آسان، عدم نياز به نيروي متخصص، اقتصادي بودن، و افزايش دقت در اندازه گيري جريان، مي باشد.