طراحی و ساخت سیستم هوشمند مونیتورینگ پایداری تراکتور itm-285 در حین عبور از مناطق با شیب عرضی حداکثر تا 30 درجه

صنعت کشاورزی همواره بعنوان یکی از محورهای اصلی توسعه کشور محسوب میشود. طبق آمارهای وزارت جهاد کشاورزی، 97/53 % از سطح زیر کشت کشور بصورت کشت آبی و 03/46 % نیز بصورت کشت دیم صورت میگیرد. با توجه به اقلیم جغرافیایی کشور، بخش اعظم نزولات آسمانی در مناطق کوهستانی صورت گرفته و این مناطق را برای کشت دیم مساعد می سازد، چنانچه طبق آمار ارائه شده توسط وزارت جهاد کشاورزی، 21/81 % از سطح زیر کشت دیم کشور مربوط به استانهای کوهستانی می باشد. علیرغم اینکه سطح اراضی کشت دیم و آبی تقریباً برابر می باشند، لیکن 4/89 % کل محصول کشور از اراضی تحت کشت آبی و تنها 6/10 % کل محصول کشور از اراضی دیم برداشت می شود، چنانچه بازده کشت دیم در کشور رقم ناچیز یک تن در هر هکتار محاسبه شده است. مشکل اساسی در بهره برداری از اراضی کوهپایه ای جهت کشت دیم، محدودیت استفاده از تراکتور بعنوان اصلی ترین وسیله مکانیزاسیون کشاورزی، در این مناطق می باشد. شرایط عملکردی تراکتور به گونه ای است که جهت عبور از موانع طبیعی و نیز کسب بیشترین سطح تماس با زمین، در ساختار مکانیکی آن از چرخ عقب با قطر نسبتاً زیاد استفاده شده که این موضوع موجب افزایش فاصله مرکز ثقل تراکتور از سطح زمین شده است. هنگام استفاده از تراکتور در مناطق شیبدار، این ساختار موجب ناپایداری و در نهایت واژگونی تراکتور شده و به خسارات جانی و مالی منجر میگردد، چنانچه طبق آمار کنسول ملی ایمنی مزرعه آمریکا، طی سالهای 1985 تا 1995، 51% مرگ و میرهای مرتبط با تراکتور بر اثر واژگونی تراکتور بوده که از نرخ 4/5 حادثه منجر به فوت در هر 000/100 تراکتور برخوردار است. مطالعه و بررسی علمی واژگونی تراکتور همواره یکی از مهمترین دغدغه های تحقیقاتی دانشگاهها و مراکز صنعتی مرتبط بوده و پژوهش در این خصوص از دهه های قبل ادامه داشته است که از آن جمله میتوان به تجهیز تراکتورها به سازه محافظ از واژگونی (rops) جهت حفظ ایمنی راننده در صورت واژگونی، تغییر مرکز ثقل با اتصال وزنه به یک طرف تراکتور، افزایش سطح اتکاء چرخهای تراکتور با زمین با استفاده از 2 یا 3 لاستیک در هر چرخ و ساخت تراکتورهائی با چرخهای کوچک و مرکز ثقل پائین تر اشاره نمود. از اقدامات جدیدتر در این زمینه نیز میتوان به تحقیقات مراکز پژوهشی در خصوص تجهیز تراکتورهای مورد استفاده در این اراضی به سیستم های هشدار دهنده و اعلام خطر برای پیش بینی خطر واژگونی اشاره نمود. موضوع این پایان نامه، طراحی و ساخت یک سیستم هوشمند است که با اندازه گیری مقدار شیب بصورت online، پایداری تراکتور را مونیتورینگ نموده و با پیش بینی موارد بحرانی، راننده را طی مراحل مختلف از درجات خطر آگاه کرده و در صورت عدم توجه راننده، نسبت به توقف تراکتور اقدام می نماید. این سیستم پیشرفته مکاترونیکی از ترکیبی از سامانه های الکترونیکی و ساختارهای مکانیکی تشکیل گردیده که اندازه گیری شیب و وضعیت تراکتور، پردازش داده ها، مونیتورینگ نتایج و صدور سیگنال اخطار و سیگنال فرمان توقف تراکتور از نتایج عملکردی آن بشمار می آید. در این پایان نامه ابتدا مدل دینامیکی سیستم استخراج شده و سپس با مدلسازی سنسور شیب، مدل ریاضی سیستم با نرم افزار working model 3d شبیه سازی شده است. برای اطمینان از عملکرد صحیح و ارزیابی مدل طراحی شده نیز، نمونه ای از سیستم در مقیاس آزمایشگاهی ساخته شده است