پديد آورندگان :
بخشي، حميدرضا دانشگاه تهران - پرديس ابوريحان - گروه مهندسي فني كشاورزي، تهران , چگيني، غلامرضا دانشگاه تهران - پرديس ابوريحان - گروه مهندسي فني كشاورزي، تهران , زرافشان، پيام دانشگاه تهران - پرديس ابوريحان - گروه مهندسي فني كشاورزي، تهران , عرب حسيني، اكبر دانشگاه تهران - پرديس ابوريحان - گروه مهندسي فني كشاورزي، تهران
كليدواژه :
پشتيبان گياه , خم كاري سه بعدي , سيم خم كن اتومات , كشت عمودي , CNC
چكيده فارسي :
امروزه روش كشت عمودي به دليل بهره‌وري بالا در واحد سطح و بهبود كيفيت محصولات گلخانه‌اي مورد توجه قرار مي‌گيرد. در حال حاضر براي ساخت انواع فرم‌هاي پشتيبان گياه در كشت عمودي براي محصولات گلخانه‌اي از روش‌هاي مرسوم و دستي استفاده مي‌شود. بنابراين ساخت فرم‌هاي مختلف پشتيبان گياه با استفاده از فناوري كنترل عددي رايانه‌اي (CNC) از اهميت بالايي برخوردار است. در اين پژوهش، طراحي، ساخت و ارزيابي يك سيم خم‌كن اتومات به منظور ايجاد فرم‌هاي مختلف پشتيبان گياه ارائه شده است. اين دستگاه، از سه واحد مكانيكي، الكترونيكي و كنترل - برنامه نويسي تشكيل شده است. در واحد مكانيكي به ترتيب براي انتقال و خم كردن سيم از مكانيزم تبديل حركت دوراني به خطي به همراه يك موتور پله‌اي و شفت عمودي خارج از مركز چرخ دنده استفاده شد. همچنين به منظور خم كردن سه‌بعدي سيم، با ثابت نگه‌داشتن سيم و چرخش صفحه كاري حول محور انتقال، فرآيند خم‌كاري در مختصات جديدي انجام گرفت. در بخش الكترونيكي دستگاه، از برد آردوينو، سه عدد موتور پله‌اي و سه عدد درايور و يك موتور DC استفاده گرديد. در ادامه با ارتباط مجموعه الكترونيكي با كامپيوتر و سپس با ارسال فرمان حركتي، دستگاه توسط اپراتور كنترل گشته كه اين فرآيند در محيط آردوينو انجام مي‌شود. در اين دستگاه اثر پارامترهاي فركانس در چهار سطح (31، 42، 50 و 61 هرتز)، فاصله خم كن تا تكيه گياه در دو سطح (1/7 و 2/3 ميلي متر) و زمان در چهار سطح (5، 7، 8 و 10 ثانيه) به عنوان متغيرهاي مستقل بر روي تغيير مكان خطي و زاويه‌اي سيم به عنوان متغيرهاي وابسته ارزيابي گرديد و عملكرد ماشين ساخته شده با مدل‌هاي نرم افزاري مورد مقايسه قرار گرفت. نتايج نشان داد كه با تغييرات پارامترهاي مستقل، در مدل سازي انواع فرم‌هاي پشتيبان گياه با نرم افزار و دستگاه ساخته شده تفاوت معني‌داري مشاهده نمي‌شود. به طور كلي، دستگاه سيم خم‌كن اتومات ساخته شده در اين پژوهش فرم‌هاي مختلف، پيچيده و كاربردي پشتيبان گياه را با دقت و سرعت بالايي ايجاد كرده و بهينه‌سازي هر كدام از فرم‌ها را براي رشد گياه فراهم مي‌كند.
چكيده لاتين :
Nowadays, the vertical cultivation method is considered because of its high productivity per unit area and improvement of greenhouse products quality Conventional and manual methods are currently being used to produce a variety of plant support forms in vertical planting for greenhouse products. Therefore, construction of the various plant supporting forms using computer numerical control (CNC) technology is very important. In this study, design, construction and evaluation of an automatic wire bending machine is provided to create various plant supporting forms. This machine is including three units such as mechanical, electrical and control-programing units. In the mechanical unit, the rotational-to-linear wire conversion mechanism along with stepper motor and eccentric offset vertical shaft mounted gear were used for transferring and bending of the wires, respectively. Also, the new coordinates were created in the bending process by holding of wire and rotating working plate around the transferring axis for 3-D wire bending. In the electronic unit were used an Arduino board, three stepper motors, three drivers and a DC motor. Subsequently, the machine was controlled by an operator through connecting the electronic unit to a computer followed by sending a move command which this process carried out in Arduino medium. The machine parameters such as frequency at four levels (31, 42, 50 and 61 Hz), the distance of bender to plant support at two levels (1.7 and 2.3 mm), and process time at four levels (5, 7, 8 and 10 second) as independent variables were evaluated on linear and angular displacement as the dependent variables and the performance of constructed machine was compared with a software models. The results showed that in the modeling of various plant supporting forms there was not a significant difference between constructed machine and software models through variation of independent parameters. In general, in this study, the constructed automatic wire bending machine was created the high-precision, high-speed and applicable of the different plant supporting forms, and thereby, it provided optimizing the complex designs for plant growth.
