طراحی، ساخت، و ارزیابی شاخه‌تکان نیوماتیک قابل حمل با کنترل‏کنندۀ منطقی برنامه‏ پذیر

Abstract

در این تحقیق یک دستگاه شاخه‏تکان نیوماتیک قابل حمل و سبک برای برداشت میوه‏هایی که می‏توان با تکانیدن شاخه برداشت کرد، طراحی و ساخته شد. جریان هوا و جریان الکتریکی لازم برای به‌کارانداختن دستگاه از مجموعه‏ای متشکل از مولد الکتریکی و کمپرسور باد سوار بر شاسی قابل حمل تأمین می‏گردد. برای کنترل بسامد ارتعاش مجهز به یک کنترل‌کنندۀ منطقی برنامه‏پذیر <em>(</em><em>PLC</em><em>)</em> و به‌منظور تغییر دامنۀ نوسان مجهز به سیستم پاندوگراف است. برای تعیین عملکرد شاخه‏تکان آزمون مزرعه‏ای اول روی زیتون با 3 سطح بسامد (8، 12، و 16 هرتز) و 3 زمان تکانیدن (5،10، و 15 ثانیه) و در دامنۀ ثابت 5 سانتی‏متری در قالب طرحی کاملاً تصادفی با 4 تکرار و آزمون مزرعه‏ای دوم نیز روی زیتون با 3 سطح بسامد (8 ، 12، و 16 هرتز) و 3 دامنۀ نوسان (50، 80، و 100 میلی‏متر) و در مدت زمان ثابت 5 ثانیه در قالب طرح کاملاً تصادفی با 4 تکرار انجام گردید. همچنین برای تعیین نیروی استاتیکی جداسازی میوه از شاخه و مقایسۀ آن با نیروی دینامیکی ناشی از اعمال ارتعاش آزمایش‏هایی انجام گرفت. نتایج نشان داد که بسامد نوسانی و طول زمان تکانیدن اثر معنی‏داری در سطح یک‌درصد بر بازده شاخه‏تکان دارند در حالی‏که اثر متقابل آنها معنی‏دار نبود. مقایسۀ میانگین‏ها نشان داد که در بسامدهای ثابت افزایش زمان ارتعاش تأثیر معنی‏داری بر درصد برداشت زیتون نداشت، اما افزایش بسامد در زمان‏های ثابت ارتعاش تأثیر معنی‏دار بر درصد برداشت داشت. همچنین نتایج بیانگر تأثیر معنی‏دار بسامد و دامنۀ نوسان بر درصد ریزش زیتون بود. با مقایسۀ میانگین‏ها مشخص شد در دامنه‏های نوسان ثابت با افزایش بسامد درصد ریزش زیتون افزایش می‏یابد. همچنین در بسامدهای ثابت با افزایش دامنۀ نوسان از 50 به 80 میلی‏متر اختلاف معنی‏داری بین درصد ریزش زیتون مشاهده نشد. اما زمانی که دامنۀ نوسان از 80 به 100 میلی‏متر افزایش می‏یابد درصد ریزش زیتون به‌طور معنی‏داری افزایش یافت. درنهایت با توجه به این‏که با اعمال بسامد 16 هرتز و دامنۀ نوسان 100 میلی‏متر در مدت زمان 5 ثانیه، 90 درصد زیتون‏ها از شاخه جدا شدند، به‌عنوان بهترین دامنه، بسامد، و زمان ارتعاش انتخاب شد.