ترجمه مقاله توسعه یک مدول برداشت برای جداسازی گل زعفران

چکیده

این مقاله به توسعه‌ی یک مدول جدید برای جداسازی گل زعفران می‌پردازد. این مدول بخشی از ربات کشاورزیِ زافی است. این مدول از یک گیره، یک سیستم بینایی، یک سیستم پنوماتیک برای جابجایی برگ‌ها و یک سیستم مکش برای برداشت گل‌های زعفران پس از برداشت، تشکیل شده است. این مقاله، طراحی این مدول را شرح داده است و تمرکزش بر گیره‌ی ربات و بر سیستم بینایی آن است. این مقاله، نمونه‌ی اولیه‌ی این مدول و فعالیت آزمایشی آن را نشان می‌دهد که در آزمایشگاه تحقیقاتی ما انجام گرفته است تا توانمندی جداسازی آن را بسنجیم و عملکرد سیستم بینایی آن را تست کنیم. سرانجام این که یک تست آزمایشی مقدماتی در یک مزرعه زعفران انجام شد. نتایج مقدماتیِ حاصله، نشان می‌دهند که سیستم بینایی، جایگاه مهمی در تشخیص گل زعفران دارد.

مدول برداشت توسعه‌یافته

ربات زافی

چهار چرخ محرک، ربات زافی را از میان ردیف‌هایی عبور می‌دهد که در آنها گیاهان زعفران کاشته شده است، بطوری که گل‌های زعفران بین چرخ‌های راست و چپ ربات قرار می‌گیرند. یک سیستم بینایی، بر مبنای رنگ گل، پوزیشن گل را تشخیص می‌دهند، تا مدول برداشت روی گل قرار گیرد. مدول برداشت، توسط دو محور روی صفحه‌ی افقی قرار می‌گیرد تا روی گل واقع شود و توسط یک محور سوم روی صفحه‌ی عمودی قرار می‌گیرد تا از بالا به گل دسترسی داشته باشد. یک واحد کنترل و قدرت، درایورهای ربات را تغذیه می‌کنند و حرکت ربات را تامین می‌کنند. یک مدول برداشت اریجنال، با برش و سپس مکش گل زعفران، به هدفش می‌رسد. این مدول از یک لوله‌ی استوانه‌ای تشکیل شده است که در قسمت فوقانی خود به سیستم مکش وصل است و در قسمت زیرین خود به یک رینگ -که روی آن سنسورهای بینایی قرار دارند- و به سیستم برش متصل است. پیرامون رینگ، یک لوله‌ی دیگر قرار دارد که با لوله‌ی اول هم‌محور است. این لوله بر سیستم مکش سوار شده و متصل شده است تا قبل از عمل برش و بعد پس از مکش گل، دمش شدید هوا را روی برگ‌ها انجام دهد.

مشخصات فنی مدول جدید

مدول جدید، باید یک گیره‌ی جدید برای جداسازی ساقه از گل ارائه دهد. این مدول باید مشخصات فنی اصلی مدول واقعی را برآورده سازد. بطور خاص باید گفت که: این مدول باید بهمراه یک سیستم هوای پرشتاب باشد تا بتواند برگها را درست قبل از گرفتن ساقه، جابجا کند. و باید دارای یک سیستم بینایی باشد تا بتواند به گیرنده برای جداسازی ساقه و گل، به گیره فرمان دهد. این مدول باید با یک سیستم مکش نیز همراه باشد تا بتواند گل را پس از جداسازی آن، جابجا کند. وقتی مدول حرکت روبه‌پایین را انجام می‌دهد، هوای پرشتاب باید فعال شود تا برگ‌ها را بتواند جابجا کند؛ انگشتان گیره باید طی حرکت روبه‌پایین باز شود تا سیستم بینایی بتواند گل را اسکن کند؛ سیستم بینایی باید نمایه‌ی گل را تشخیص دهد؛ گیره باید با رسیدن ساقه به صفحه‌ی اسکن، بسته شود؛ مدول باید حرکت روبه‌بالا را شروع کند تا جداسازی ساقه از گل انجام گیرد. آنگاه هوای مکش باید فعال شود تا گل به‌سمت محل انبار برداشت حرکت کند. بر مبنای فعالیت‌های آزمایشی قبلی که راپارلی (2006) انجام داده است، نیروی مورد نیاز جهت بسته شدن گیره به منظور اطمینان از جداسازی ساقه، باید کمینه مقدار 2.5 نیوتن را داشته باشد.