Other language title :
مدل سازي جابجائي خاك بر اثر خاكورزي پنجه غازي به كمك پردازش تصوير
Title of article :
Modelling of Soil Displacement Resulting from Sweep during Tillage Operation Using Image Processing
Author/Authors :
Massah, J Department of Agrotechnology - College of Abouraihan - University of Tehran - Tehran, Islamic Republic of Iran , Etezadi, H Department of Agrotechnology - College of Abouraihan - University of Tehran - Tehran, Islamic Republic of Iran , Hassan-Beygi, S.R Department of Agrotechnology - College of Abouraihan - University of Tehran - Tehran, Islamic Republic of Iran , Azadegan, B Department of Irrigation and Drainage - College of Abouraihan - University of Tehran, Tehran, Islamic Republic of Iran
Abstract :
The study of soil particles displacement through the passage of a tillage blade can lead
to an appropriate geometrical design of soil-engaging tools, which can reduce the energy
consumption required for tillage. In this study, soil displacement by a conventional sweep
was measured and modelled. The sweep had a cutting width equal to 150 mm, and it was
tested in an indoor soil bin containing a loam soil with 5.5% moisture content (dry basis)
at a working depth of 50 mm and a travel speed of 0.133 m s-1. Five pins with different
colors were placed at the soil surface with a certain order in front of the sweep to model
the interaction of soil and the soil-engaging part of the sweep. The pins movements were
tracked for 10 seconds from the moment they were in touch with the sweep using a CCTV
camera installed above the sweep. Experimental results showed a general trend of the
highest displacements around the center of the path of sweep, reducing at further distance
away from the center. The measured lateral displacement ranged from -167 to +71 mm
due to the displacements of the pins. Furthermore, a polynomial equation was fitted to the
path of each pin. The extremum of these equations indicated the highest soil displacement
in the paths. The method presented in this study can be used in designing problems where
agricultural engineers can study the effects of sweeps with different geometries on the
trend of soil translocations during the tillage.
Farsi abstract :
مطالعه جابجايي ذرات خاك به هنگام عبور يك تيغه خاكورزي مي تواند منجر به طراحي هندسي مناسب ابزار خا كورز شده و بنابراين، انرژي مورد نياز براي خاكورزي را كاهش دهد. در اين تحقيق، جابجايي خاك بر اثر حركت يك تيغه پنجه غازي متداول اندازه گيري و مدل سازي شده است. تيغه پنجه غازي داراي عرض برشي برابر با 150 ميلي متر بود و عمليات خاكورزي آن در شرايط آزمايشگاهي و در خاك لومي با رطوبت 5.5٪ (بر پايه خشك) در عمق كاري 50 ميلي متر و سرعت پيشروي 0/133 متر بر ثانيه مورد مطالعه قرار گرفت. پنج نشانه با رنگ هاي مختلف در سطح خاك با يك نظم خاص در مسير پيشروي تيغه پنجه غازي قرار داده شد تا بتوان برهم كنش خاك-ادوات را مدل كرد. مسير حركت نشانه ها به مدت 10 ثانيه از لحظه برخورد با تيغه به كمك يك دوربين CCTV نصب شده در بالاي تيغه رديابي شدند. نتايج تجربي نشان داد كه بيشترين جابجايي ها در اطراف مركز مسير تيغه بود و با دورتر شدن از مركز تيغه كاهش مي يافت. جابه جايي جانبي اندازه گيري شده بين 167- تا 71+ ميلي متر بود. همچنين، يك معادله چندجمله اي به مسير حركت هر يك از نشانه ها برازش شد. نقطه اكسترمم اين معادلات نشان دهنده بيشترين ميزان جابجايي خاك در مسير حركت نشانه ها بود. روش ارائه شده در اين تحقيق مي تواند در مسائل طراحي ادوات خاكورزي به منظور مطالعه اثر تيغه هاي پنجه غازي با هندسه هاي مختلف بر روي جابه جائي خاك در طي عمليات خاكورزي مورد استفاده قرار گيرد.
Keywords :
Tracer method , Tillage sweep , Soil-tool interaction , Soil displacement model , Geometry of tillage implements
Journal title :
Journal of Agricultural Science and Technology (JAST)