نموذج أولى لذراع میکانیکى متأرجح لمکافحة الحشائش لأشجار الفاکهة

نوع المستند : Original Article

المؤلف

أستاذ مساعد بقسم الهندسة الزراعیة – کلیة الزراعة – جامعة کفرالشیخ - مصر

المستخلص

تهدف الدراسة الى تصنیع ذراع میکانیکى متأرجح مزود بمحشة دورانیة تعمل بمحرک کهربائى و المستمد قدرته من بطاریة اضافیة تم ترکیبها على الجرار و متصلة بدائرة للتحکم فى الشحن من مولد التیار الکهربائى (دینامو الجرار). کما أن الذراع المصنع تم تصنیعه بتوصیله مفصلیا بأطار من الحدید له ثلاثة نقاط للشبک یتم تحمیله خلف الجرار بحیث یمکن تشفیله بجانب الجرار فى المسافة بین العجلة الأمامیة و العجل الخلفیة للجرار لمکافحة الحشائش فى المسافة بین اشجار الفاکهة داخل الخط الواحد. الذراع المتأرجح  یتم التحکم فیه بواسطة عجلة تدور اففیا و مثبتة بقضیب افقى بالذراع حیث تدور العجلة على ساق اشجار الفاکهة عند تشغیل الذراع و التى تعمل على دفع الذراع ناحیة الجرار و بالتالى التحکم فى المسافة بین السلاح  و سیقان الأشجار اثناء عملیة اذالة الحشائش للحد من الأضرار التى تنشأ عن السلاح بسیقان الأشجار. کما یوجد عجلة أرضیة تعمل على حمل الذراع و التحکم فى ارتفاع الحش و اتزانه. ینتهى الذراع عند نقطة التثبیت مع الشاسیه بمفصل و عدد 2 یاى زنبرک مثبتن على جانبى الذراع للتحکم مع العجلة الدوارة على سیقان الأشجار لأبعاد الذراع و اعادته و بالتالى سلاح الحش الى المسافة المراد مکافحتها بین الأشجار داخل الصف.

أستعمل جهاز Tektronix Oscilloscope Model TPS 2024 لقیاس القدرة الکهربیة معملیا و اثناء التشغیل و جهازDigital Tachometer Laser HP-2234C  لقیاس السرعة الدورانیة. کما تم التحکم بالسرعة الدورانیة بواسطة دائرة کهربیة . استعمل مخبار مدرج لقیاس معدل استهلاک الوقود عند کل معاملة لجرار طراز Foton 254 بقدرة 18.5 ک.وات. أیضا أستعمل أطار خشبى لعد الحشائش الموجودة بین الأشجار فى المتر المربع قبل و بعد تشفیل الوحدة المصنعة.  کما تم دراسة استخدام نوعین من الأسلحة على اداء وحدة مکافحة الحشائش عند ثلاثة سرعات دورانیة 1200 و 2200 و 2600 ل/د و تقییم الذراع المصنع معملیا و حقلیا تحت ظروف أشجار البرتقال بمزرعة کلیة الزراعة جامعة کفرالشیخ. أیضا تم أختبار الوحدة المصنعة عند ثلاثة سرعات أمامیة للتشغیل3.2 و 4.1 و 5.7 کم/س  وعند السرعات الدورانیة للأزالة الحشائش السابقة تحت ظروف الحقل و قد أوضحت النتائج أ نه یمکن استعمل الذراع المتأرجح لمکافحة الحشائش فى المسافة بین الأشجار دون حدوث اضرار بسیقان الأشجار داخل الخط. کما تبین أن زیادة السرعة الدورانیه تؤدى الى زیادة کفاء مکافحة الحشائش بینما زیادة السرعة الأمامیة تعمل على خفض کفاءة مکافحة الحشائش. أیضا السلاحین المصنع من الحدید و بطول 120 مم  و المرکب بزاویة 180 درجة أعطى أعلى أستهلاک للقدرة مقارنة بالسلاح على شکل ثلاثة شوک و المرکب على محور دوران المحرک الکهربى بزاویة 120 درجة. کما لوحظ أن زیادة السرعة الدورانیة للمحرک الکهربى لوحدة مکافحة الحشائش لأ تؤثر على أستهلاک الوقود عند ثبات السرعة الأمامیة.أیضا یزداد معدل أستهلاک الوقود بزیادة السرعة الأمامیة عند تشغیل الجرار على الترس الثانى و استخدام صمام خانق الوقود فى زیادة السرعة الأمامیة.

الموضوعات الرئيسية


Ascard. J.and F. Fogelberg (2008) Mechanical in-row weed control in transplanted and direct-sown bulb onions. Biol. Agric. Hortic. 25:235-51.
Bajwa. A.A., G. Mahajan, and B.S. Chauhan 2015. Nonconventional weed management strategies for modern agriculture. Weed Sci. 63:723-47.
Barberi P. (2002) Weed management in organic agriculture. Weed Res.42(3): 177-193.
Bleeker P.O., R.Y. van der Weide, and D. Kurstjens (2002) Experiences and experiments with new in-row weeders. pp 97-100 in Proc. 5th EWRS Workshop on Physical and Cultural Weed Control, Pisa, Italy.
Cloutier, D.C., M. LeBlanc and E. Johnson. (2007a) Non-inversion production techniques in North America. In D.C. Cloutier, B. Melander, B. Gerowitt, eds. 7th EWRS Workshop on Physical and Cultural Weed Control. EWRS, Salem, Germany, p. 3-14.
Cloutier, D.C., R.Y. van der Weide, A. Peruzzi and M. LeBlanc. (2007b) Mechanical weed management. In M.K. Upadhyaya, R.E. Blackshaw, eds. Non-chemical Weed Management: Principles, Concepts and Technology. CABI, Oxon, UK, p. 111-134.
Fontanelli, M., C. Frasconi, L. Martelloni, M. Pirchio, M. Raffaelli, and A. Peruzzi (2015a). Innovative strategies and machines for physical weed control in organic and integrated vegetable crops. Chem. Engine. Trans. 44:211-6.
Ge, Z.Y., W.W. Wu, Y.J. Yu, and R.Q. Zhang (2013) Design of swing mechanical arm for laser weeding robot. Appl. Mechan. Mater. 347-350:834-8.
Griepentrog HW, Norremark M, Nielsen J, Soriano Ibarra J (2007) Autonomous inter-row hoeing using GPS based side-shift control. Agricultural Engineering International – The CIGR E.journal IX(Manuscript ATOE 07 005)
Khurmi R.S and J.K. Gupta (2005) A textbook of machine design. EURASIA PUBLISHING HOUSE (PVT.) LTD.RAM NAGAR, NEW DELHI-110 055.
Martelloni L., M. Fontanelli, C. Frasconi, M. Raffaelli, and A. Peruzzi 2016a. Cross-flaming application for intra-row weed control in maize. Appl. Eng. Agr. 32 
Martelloni, L., C. Frasconi, M. Fontanelli, M. Raffaelli, and A. Peruzzi (2016b) Mechanical weed control on small-size dry bean and its response to cross-flaming. Span. J. Agric. Res. 14:e0203.
Marx, C., S. Barcikowski, M. Hustedt, H. Haferkamp, and T. Rath 2012a. Design and application of a weed damage model for laser-based weed control. Biosyst. Eng. 113:148-57.
Marx C., J.C. Pastrana Pérez, M. Hustedt, S. Barcikowski, H. Haferkamp, and T. Rath 2012b. Investigations on the absorption and the application of laser radiation for weed control. Landtechnik. 67:95-101.
Mathiassen, S.K., T. Bak, S. Christensen, and P. Kudsk 2006. The effect of laser treatments as a weed control method. Biosyst. Eng. 95:497-505.
Melander, B. (1998) Interactions between soil cultivation in darkness, flaming, and brush weeding when used for in-row weed control in vegetables. Biol. Hortic. Agric. 16:1-4.
Ministry of Agriculture, Egypt (2015) Annual report of general administration of plant quartile (GRPQ).
Pérez-Ruiz, M., P. Gonzalez-de-Santos, A. Ribeiro, C. Fernandez-Quintanilla, A. Peruzzi, M. Vieri, S. Tomic,  and J. Aguëra (2015) Highlights and preliminary results for autonomous crop protection. Comput. Electron. Agr. 110:150-61.
Raffaelli, M., P. Bàrberi, A. Peruzzi, and M. Ginanni (2005) Mechanical weed control in maize: evaluation of weed harrowing and hoeing systems. Agr. Med. 135:33-43.
Raffaelli M., L. Martelloni, C. Frasconi, M. Fontanelli, S. Carlesi, A. Peruzzi  (2016) A prototype band-steaming machine: design and field application. Biosys.Eng.144:61-71.
Sehsah, E.M (2018) “Manufacturing a prototype swing mechanical arm Weeder for orchard trees” Poster in 18th International Conference on Organic Fruit Growing Universität Hohenheim (Germany), February 17 to 21, 2018.
Strunz K, and H. Louie (2009) Cache energy control for storage: power system integration and education based on analogies derived from computer engineering. IEEE Trans Power Syst 24 (1):12–19.
Van der Weide R.Y., P.O. Bleeker, V.T.J.M. Achten, L.A.P Lotz, F. Fogelberg, B. Melander (2008) Innovation in mechanical weed control in crop rows. Weed Res. 48:215-24.
Young K., C. Wang, L. Y. Wang, and K. Strunz (2013) Electric Vehicle Battery Technologies. http://www.springer.com/978-1-4614-0133-9