Authors

Abstract

There are some inevitable concerns in the process of substituting the human workforce by automated machines and robots. The most significant benefits of robots are including higher accuracy, timeliness, lower costs and balanced procedures. In Iran, Backpack sprayers perform the traditional spraying process in greenhouses, but robotic technology can provide conditions for better spraying of products. This study investigates the potential of using a four-wheeled robot for the greenhouse, evaluates it as a sprayer robot and compares its performance with the back sprayer. The infrared sensors were used to navigate the robot so that it followed a line on the ground along the product rows. The ultrasonic sensor was used to distinguish the beginning of each row for automatic spraying. Experiments were conducted to examine the effects of the speed (levels of 7, 14 and 21 m/min) on the spraying quality coefficient (QC) and also studied solution consumption, spray height, spraying time, and spray loss in a greenhouse with bell pepper plants. The water sensitive papers were used to evaluate spraying quality, spray height and spray loss. The results showed that the sprayer robot had a deviation of 1.5 cm in the 4 meters and the robot's guidance was done well by the infrared sensor. It was capable for spraying plants on both sides of the greenhouse simultaneously with ultrasonic sensor. Optimal speed was 14 m/min that QC was obtained 2.56. The sprayer robot had better spray quality and lower solution consumption (30% in 10 m) and spraying time (three times) than the back sprayer. The spray loss of the sprayer robot was less than that of the back sprayer and had less soil contamination. Although more study is needed, the results were promising and showed some benefits that can be achieved with robotic automation.

Abstract in Persian

برخی از نگرانی های اجتناب ناپذیر در روند جایگزینی نیروی کار انسانی توسط ماشین های خودکار و روبات ها وجود دارد. از مهمترین مزایای رباتها می توان به دقت بالاتر ، به موقع بودن ، هزینه کمتر و رویه های متعادل اشاره کرد. در ایران سمپاش های کوله پشتی فرآیند سمپاشی سنتی را در گلخانه ها انجام می دهند اما فناوری رباتیک می تواند شرایط را برای پاشش بهتر محصولات فراهم کند. این مطالعه پتانسیل استفاده از یک ربات چهار چرخ برای گلخانه را بررسی می کند ، آن را به عنوان یک ربات سمپاش ارزیابی می کند و عملکرد آن را با سمپاش پشتی مقایسه می کند. از سنسورهای مادون قرمز برای پیمایش ربات استفاده شده است به طوری که در امتداد ردیف های محصول خطی را روی زمین دنبال می کند. از سنسور اولتراسونیک برای تشخیص ابتدای هر ردیف برای سمپاشی اتوماتیک استفاده شد. آزمایشاتی برای بررسی تأثیر سرعت (سطح 7 ، 14 و 21 متر در دقیقه) بر ضریب کیفیت پاشش (QC) انجام شد و همچنین مصرف محلول ، ارتفاع اسپری ، زمان پاشش و از بین رفتن اسپری در گلخانه ای با زنگ مورد مطالعه قرار گرفت. گیاهان فلفل از مقالات حساس به آب برای ارزیابی کیفیت پاشش ، ارتفاع اسپری و افت اسپری استفاده شد. نتایج نشان داد که ربات سمپاش در 4 متری 1.5 سانتی متر انحراف داشته و هدایت ربات توسط حسگر مادون قرمز به خوبی انجام شده است. این قابلیت پاشش همزمان گیاهان در دو طرف گلخانه با حسگر اولتراسونیک را داشت. سرعت مطلوب 14 متر در دقیقه بود که QC 2.56 بدست آمد. ربات سمپاش از کیفیت پاشش بهتر و مصرف محلول کمتر (30٪ در 10 متر) و زمان سمپاشی (سه برابر) نسبت به سمپاش پشتی برخوردار بود. افت اسپری ربات سمپاش کمتر از سمپاش پشتی بود و آلودگی خاک کمتری داشت. اگرچه مطالعه بیشتر مورد نیاز است ، نتایج امیدوار کننده بود و مزایایی را نشان داد که می توان با اتوماسیون رباتیک به دست آورد.