Modified design of a planter to be attached to a mobile robot, was the main objective of this project. This research project was part of a larger project, called “Developing robotics assisted technology for farming”. The main motivation for this research project is the fact that mobile robot, is an electric powered vehicle with limited power and pulling force. Thus, a customized planter with a customized connection mechanism should be designed. Besides, it should require less draft force compared to existing planters so that it can be pulled by the mobile robot. The developed planter should have the same efficiency as the existing planters in seeding. To find the forces between soil engagement tool (disc coulter) and soil, experiments were designed and performed in the Linear Soil Bin at University of Saskatchewan. Disc and tilt angle of a disc coulter was changed and draft, vertical and side forces applied to it were measured to find the disc and tilt angle combinations that results in minimum draft force. Experiments showed that 7° disc angle and 25° tilt angle provides the least draft force compared to other disc angle and tilt angle combinations. Then, using the knowledge obtained from literature and the soil bin experiments, a planter was designed conceptually and in detail, based on the existing CNH planter. For further analyses computer modeling was performed. The whole planter was modeled in 3D, using SolidWorks. Stress analysis was performed in ANSYS Workbench to calculate safety factor of the designed parts. Two prototypes were fabricated and were attached to the mobile robot for field tests. Tests were performed in indoor settings to measure the total draft force required to pull developed planters. Draft force was very close to the value that was calculated in design stage. Results showed that an average of 460 N pulling force is required to pull one row planter for 50 mm depth of cut, which can be compared to n existing CNH corn planter that requires a pulling force of between 900 N to 1300 N. Seed drop accuracy and function of the developed planters in opening and closing a packed soil in presence of residue, were also observed in outdoor tests.

Disputats, Göteborgs universitet, 2009. / Med litteraturhenvisninger.

Made available in DSpace on 2014-08-20T14:33:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_giusepe_stefanello.pdf: 2272777 bytes, checksum: 97c1ff8637ae6d298ecef527b42a16bb (MD5) Previous issue date: 2013-01-21 / The crops of corn and beans are sown on a large number of small farms where conventional tillage is commonly used. The farmers are interested in adopting no tillage farming. However, small planters suited for this purpose are not available in the market. The portable hand seeder (jab-type) was found to be used for more than half of these farmers, including direct seeding, in southern Brazil. Despite the positive factors of their use, there are field capacity and operating performance constraints as well as ergonomic problems. Companies are not interested in designing equipment better suited for this segment, continuing to produce old-fashioned planters. It is urgent to develop equipment of this size in order to enhance the sowing quality of these crops and to reduce the difficulty of the work of these farmers. The aim of this work was to conduct informational and conceptual design phases of a human-powered planter for direct seeding of corn and beans employing a design methodology. Drill concepts capable of performing tillage and no-tillage seeding have been developed, focusing on real technological needs related to the cultivation of these crops. One was chosen, among the concepts of the planters, which evolved into a final design, using currently existing principles of solution, obtaining the design of a push punch planter with superior characteristics when compared with the planters currently available. The concept is formed by a tubular steel frame, a ring-type vertical seed meter, nine punchers, depth gauge wheels and closure and firming wheel, enabling sowing quality, minimum soil disturbance and hence minimum energy demand / O milho e o feijão são semeados em grande número de pequenas propriedades agrícolas e geralmente em sistema convencional de cultivo. Há interesse dos agricultores familiares em migrar para o sistema de semeadura direta, porém não estão disponíveis no mercado semeadoras de pequeno porte adequadas para esse fim. Na região sul do Brasil foi constatada a utilização de semeadoras manuais portáteis (saraquá) por mais da metade desses agricultores, inclusive para semeadura direta. Apesar dos fatores positivos da sua utilização, há restrições de capacidade e desempenho operacional, além de problemas ergonômicos. As empresas não se interessam em projetar equipamentos mais adequados para esse segmento, continuando a produzir semeadoras antiquadas. É urgente o desenvolvimento de equipamentos desse porte, que confiram maior qualidade na semeadura dessas culturas e reduzam a dificuldade de trabalho desses agricultores. O objetivo do presente trabalho foi, através de metodologia de projeto, realizar as fases de projeto informacional e projeto conceitual de uma semeadora de tração humana para semeadura direta de milho e feijão. Foram desenvolvidas concepções capazes de realizar semeadura direta e convencional, focando nas reais necessidades tecnológicas relativas ao cultivo dessas culturas. Foi escolhida uma, dentre as concepções da semeadora, a qual evoluiu para a concepção final, utilizando princípios de solução existentes e atualmente empregados, obtendo-se a concepção de uma semeadora puncionadora de empurrar com características superiores em relação às semeadoras atualmente disponíveis. A mesma é constituída de estrutura tubular de aço, um dosador tipo anel vertical, nove puncionadores, rodas limitadoras de profundidade e roda cobridora compactadora, que permitem a semeadura com qualidade, mínimo revolvimento do solo e, consequentemente, mínima demanda energética.

The effect of the Civil War and Reconstruction on the southern planter elite remains a topic of interest to historians. Did the war ruin the planter class? Or, did they maintain economic, geographic, or social persistence? This study focuses on the persistence from 1850 to 1880 of five East Texas large planter families who owned one hundred or more slaves in 1860. An analysis of data primarily from county, state, and federal records formthe basis of this study. Four families persisted as wealthy influential members of their postbellum communities. One family remained geographically persistent but not wealthy. The experiences of these families suggest that large East Texas planter families found it possible to persist in spite of the Civil War and Reconstruction.

Urban stormwater management is evolving toward sustainable approaches which rely on dispersed small-scale bioretention BMPs. One such BMP is the flow-through planter, commonly applied in areas where infiltration into in situ soil is restricted or not possible. A project was developed to evaluate 18, vertically scaled flow-through mesocosms. Three replicates of six treatments, including four soil mixtures containing varied percentages of sand, compost and topsoil, were tested for orthophosphate and nitrate removal, volume reduction capabilities, and peak flow attenuation through the application of a synthetic solution over a simulated 2-inch, Type II storm event. Runoff volume was significantly (p < 0.05) reduced compared to controls. Nutrient levels observed along the hydrograph at different time-steps and flow rates revealed patterns not apparent in cumulative results. The observation of preferential flow patterns along with variability in nutrient removal across treatments highlights the need for design modifications of flow-through facilities.

A semeadora manual é uma ferramenta que, ainda nos dias de hoje, exerce um papel importante em diversos países do mundo que praticam a agricultura familiar e de conservação. Sua utilização é de grande importância devido a minimização do distúrbio do solo, exigências de trabalho no campo, maior produtividade sustentável entre outros fatores. De modo a avaliar e/ou comparar as semeadoras manuais existentes no mercado, diversos trabalhos têm sido realizados, porém considerando somente medidas de posição e dispersão. Neste trabalho é utilizada, como alternativa, uma metodologia para a comparação dos desempenhos das semeadoras manuais. Neste caso, estimou-se as probabilidades associadas a cada categoria de resposta e testou-se a hipótese de que essas probabilidades não variam para as semeadoras quando comparadas duas a duas, utilizando o teste da razão das verossimilhanças e o fator de Bayes nos paradigmas clássico e bayesiano, respectivamente. Por fim, as semeadoras foram agrupadas considerando, como medida de distância, a medida de divergência J-divergência na análise de agrupamento. Como ilustração da metodologia apresentada, são considerados os dados para a comparação de quinze semeadoras manuais de diferentes fabricantes analisados por Molin, Menegatti e Gimenez (2001) em que as semeadoras foram reguladas para depositarem exatamente duas sementes por golpe. Inicialmente, na abordagem clássica, foram comparadas as semeadoras que não possuíam valores nulos nas categorias de resposta, sendo as semeadoras 3, 8 e 14 as que apresentaram melhores comportamentos. Posteriormente, todas as semeadoras foram comparadas duas a duas, agrupando-se as categorias e adicionando as contantes 0,5 ou 1 à cada categoria de resposta. Ao agrupar categorias foi difícil a tomada de conclusões pelo teste da razão de verossimilhanças, evidenciando somente o fato da semeadora 15 ser diferente das demais. Adicionando 0,5 ou 1 à cada categoria não obteve-se, aparentemente, a formação de grupos distintos, como a semeadora 1 pelo teste diferiu das demais e apresentou maior frequência no depósito de duas sementes, o exigido pelo experimento agronômico, foi a recomendada neste trabalho. Na abordagem bayesiana, utilizou-se o fator de Bayes para comparar as semeadoras duas a duas, no entanto as conclusões foram semelhantes às obtidas na abordagem clássica. Finalmente, na análise de agrupamento foi possível uma melhor visualização dos grupos de semeadoras semelhantes entre si em ambas as abordagens, reafirmando os resultados obtidos anteriormente. / The manual planter is a tool that today still has an important role in several countries around the world, which practices family and conservation agriculture. The use of it has importance due to minimizing soil disturbance, labor requirements in the field, most sustainable productivity and other factors. In order to analyze and/or compare the commercial manual planters, several studies have been conducted, but considering only position and dispersion measures. This work presents an alternatively method for comparing the performance of manual planters. In this case, the probabilities associated with each category of response has estimated and the hypothesis that these probabilities not vary for planters when compared in pairs evaluated using the likelihood ratio test and Bayes factor in the classical and bayesian paradigms, respectively. Finally, the planters were grouped considering as a measure of distance, the divergence measure J-divergence in the cluster analysis. As an illustration of this methodology, the data from fifteen manual planters adjusted to deposit exactly two seeds per hit of different manufacturers analyzed by Molin, Menegatti and Gimenez (2001) were considered. Initially, in the classical approach, the planters without zero values in response categories were compared and the planters 3, 8 and 14 presents the better behavior. After, all the planters were compared in pairs, grouping categories and adding the constants 0,5 or 1 for each response category. Grouping categories was difficult making conclusions by the likelihood ratio test, only highlighting the fact that the planter 15 is different from others. Adding 0,5 or 1 for each category, apparently not obtained the formation of different groups, such as planter 1 which by the test differed from the others and presented more frequently the deposit of two seeds, required by agronomic experiment and recommended in this work. In the Bayesian approach, the Bayes factor was used to compare the planters in pairs, but the findings were similar to those obtained in the classical approach. Finally, the cluster analysis allowed a better idea of similar planters groups with each other in the both approaches, confirming the results obtained previously.

Orientador: Carlos Eduardo Angeli Furlani / Banca: Rouverson Pereira da Silva / Banca: Alberto Carvalho Filho / Banca: Afonso Lopes / Banca: Danilo César Checchio Grotta / Resumo: Realizar a semeadura em maior profundidade para se proporcionar melhores condições à germinação e emergência pode ser decisivo em momentos de condições climáticas adversas. Conduziu-se o presente trabalho na área experimental do Laboratório de Máquinas e Mecanização Agrícola da UNESP/Jaboticabal com o objetivo de avaliar a demanda energética do conjunto trator-semeadora-adubadora nas velocidades de 4,5; 6,0 e 7,5 km h-1, mensurar a posição relativa entre adubo e sementes, quantificar a distribuição longitudinal de plantas logo após a semeadura e na colheita em função de quatro velocidades de semeadura, incluindo uma semeadura manual, com duas profundidades de deposição da semente. Os valores de falhas, na colheita, foram semelhantes para as três velocidades tratorizadas (4,5; 6,0 e 7,5 km h- 1), 31% em média, e maiores que a semeadura manual, que foi de 4%. Não houve efeito das profundidades de semeadura para produtividade de grãos. No entanto, observou-se o maior valor de produtividade para a semeadura manual. A capacidade de campo operacional foi 70% maior, de 1,19 para 2,02 ha h-1, para a maior velocidade. A potência foi de 28,42 kW para 7,5 km h-1, na profundidade de 0,05 m que não diferiu da potência requerida aos 0,10 m. / Abstract: To sow in greater depth to provide better conditions for germination and emergence can be decisive in times of adverse weather conditions. We conducted this study in the Laboratório de Máquinas e Mecanização Agrícola da UNESP/Jaboticabal in order to assess the energy demand of the tractor-seeder-fertilizer at speeds of 4.5, 6.0 and 7.5 km h-1, measuring the relative position between fertilizer and seeds, measure the longitudinal distribution of plants immediately after planting and at harvest due to four seeding rates, including a manual seeding, with two depths of deposition of the seed. The fault values at harvest were similar for the three tractor-implement speeds (4.5, 6.0 and 7.5 km h-1), 31% on average and higher than manual sowing, which was 4%. There was no effect of sowing depths for grain yield. However, we observed the highest value of productivity for manual seeding. The field operational capacity was 70% higher, from 1.19 ha to 2.02 h-1 for the highest speed. The power was 28.42 kW to 7.5 km h-1 at a depth of 0.05 m did not differ from that required power to 0.10 m. / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-05-08Bitstream added on 2014-06-13T18:52:23Z : No. of bitstreams: 1 silva_mc_me_botfca.pdf: 1187348 bytes, checksum: b926169213d8acbaf9358f1d270ff76d (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Na operação de semeadura, o estande adequado e a uniformidade de distribuição de sementes são componentes de grande influência na produtividade do milho. Esses fatores podem ser afetados por inúmeras variáveis, sendo a velocidade de operação da semeadora-adubadora uma das mais importantes, além da adequação semente/orifício no disco dosador. A velocidade de deslocamento e a regulagem da semeadora, sendo inadequadas, podem proporcionar baixa população de plantas, acarretando em uma produtividade não desejada. O presente trabalho teve como objetivo analisar o desempenho operacional de uma semeadora-adubadora de precisão, em função de cinco velocidades de deslocamento e dois tipos de martelete, utilizada para a semeadura da cultura do milho em sistema plantio direto. O experimento foi instalado e conduzido em área experimental pertencente à Faculdade de Ciências Agronômicas, UNESP – Botucatu, SP, no período de dezembro de 2007 a maio de 2008. O solo da área experimental foi classificado como Nitossolo Vermelho Distroférrico, textura muito argilosa. O delineamento experimental utilizado foi de blocos ao acaso, com parcelas subdivididas, em esquema fatorial 2x5, sendo dois tipos de marteletes (4 e 5 dentes) e cinco velocidades de deslocamento (3,0; 4,5; 5,0; 7,0 e 9,0 km h-1) com quatro repetições. Assim, o experimento teve 10 tratamentos, totalizando 40 parcelas experimentais. Foram avaliados os dados referentes à porcentagem de cobertura do solo, profundidade do sulco de semeadura, área de solo mobilizado e de deposição de sementes, consumo horário e operacional de combustível, força na barra de tração do trator, velocidade de deslocamento, capacidade de campo efetiva, distribuição longitudinal de sementes, número médio de dias para emergência de plântulas, componentes morfológicos e componentes de produção da planta de milho, danos mecânicos nas... / In the sowing operation, the appropriate stand and the uniformity on the distribution of seeds are mentioned as factors of great influence on the corn yield.. These factors can be affected by several variables, being the planter displacement velocity one of the most important of them, besides the adjustment of seeds in the perforated disc device for seed dosage. The inadequate displacement velocity and adjustment of the planter may provide low population of plants, leading to an undesired yield. The current paper had as its objective to analyze the precision planter’s operational and energetically performances according to five different displacement velocities and two types of jumpers used for planting no-tillage corn.The experiment was installed and conducted at the experimental area belonging to the College of Agricultural Science - UNESP located in Botucatu, Sao Paulo state, in the period comprised between December, 2007 and May, 2008. The experimental soil area was classified as Nitossolo Vermelho Distroférrico presenting a deep argillaceous texture. The experimental design consisted of blocks at random with parcels subdivided in factorial scheme 2x5, two types of jumpers (4 and 5 staples) and 5 different displacement velocities (3,0; 4,5; 5,0; 7,0 e 9,0 Km h-1) with four repetitions. Thus, the experiment was composed by 10 treatments, totalizing 40 experimental plots. The evaluated data regarded to the percentage of soil coverage, the sowing line depth, mobilized soil and seed overthrown area, horal and operational fuel consumption, force on the tractor traction bar, displacement velocity, effective field capacity, longitudinal distribution of seeds, average number of days for the emergence of seedlings, morphological and corn production components, mechanical harm on seeds and grain production. The displacement velocity effect was verified on the following variables: horal... (Complete abstract click electronic access below)

A semeadora manual é uma ferramenta que, ainda nos dias de hoje, exerce um papel importante em diversos países do mundo que praticam a agricultura familiar e de conservação. Sua utilização é de grande importância devido a minimização do distúrbio do solo, exigências de trabalho no campo, maior produtividade sustentável entre outros fatores. De modo a avaliar e/ou comparar as semeadoras manuais existentes no mercado, diversos trabalhos têm sido realizados, porém considerando somente medidas de posição e dispersão. Neste trabalho é utilizada, como alternativa, uma metodologia para a comparação dos desempenhos das semeadoras manuais. Neste caso, estimou-se as probabilidades associadas a cada categoria de resposta e testou-se a hipótese de que essas probabilidades não variam para as semeadoras quando comparadas duas a duas, utilizando o teste da razão das verossimilhanças e o fator de Bayes nos paradigmas clássico e bayesiano, respectivamente. Por fim, as semeadoras foram agrupadas considerando, como medida de distância, a medida de divergência J-divergência na análise de agrupamento. Como ilustração da metodologia apresentada, são considerados os dados para a comparação de quinze semeadoras manuais de diferentes fabricantes analisados por Molin, Menegatti e Gimenez (2001) em que as semeadoras foram reguladas para depositarem exatamente duas sementes por golpe. Inicialmente, na abordagem clássica, foram comparadas as semeadoras que não possuíam valores nulos nas categorias de resposta, sendo as semeadoras 3, 8 e 14 as que apresentaram melhores comportamentos. Posteriormente, todas as semeadoras foram comparadas duas a duas, agrupando-se as categorias e adicionando as contantes 0,5 ou 1 à cada categoria de resposta. Ao agrupar categorias foi difícil a tomada de conclusões pelo teste da razão de verossimilhanças, evidenciando somente o fato da semeadora 15 ser diferente das demais. Adicionando 0,5 ou 1 à cada categoria não obteve-se, aparentemente, a formação de grupos distintos, como a semeadora 1 pelo teste diferiu das demais e apresentou maior frequência no depósito de duas sementes, o exigido pelo experimento agronômico, foi a recomendada neste trabalho. Na abordagem bayesiana, utilizou-se o fator de Bayes para comparar as semeadoras duas a duas, no entanto as conclusões foram semelhantes às obtidas na abordagem clássica. Finalmente, na análise de agrupamento foi possível uma melhor visualização dos grupos de semeadoras semelhantes entre si em ambas as abordagens, reafirmando os resultados obtidos anteriormente. / The manual planter is a tool that today still has an important role in several countries around the world, which practices family and conservation agriculture. The use of it has importance due to minimizing soil disturbance, labor requirements in the field, most sustainable productivity and other factors. In order to analyze and/or compare the commercial manual planters, several studies have been conducted, but considering only position and dispersion measures. This work presents an alternatively method for comparing the performance of manual planters. In this case, the probabilities associated with each category of response has estimated and the hypothesis that these probabilities not vary for planters when compared in pairs evaluated using the likelihood ratio test and Bayes factor in the classical and bayesian paradigms, respectively. Finally, the planters were grouped considering as a measure of distance, the divergence measure J-divergence in the cluster analysis. As an illustration of this methodology, the data from fifteen manual planters adjusted to deposit exactly two seeds per hit of different manufacturers analyzed by Molin, Menegatti and Gimenez (2001) were considered. Initially, in the classical approach, the planters without zero values in response categories were compared and the planters 3, 8 and 14 presents the better behavior. After, all the planters were compared in pairs, grouping categories and adding the constants 0,5 or 1 for each response category. Grouping categories was difficult making conclusions by the likelihood ratio test, only highlighting the fact that the planter 15 is different from others. Adding 0,5 or 1 for each category, apparently not obtained the formation of different groups, such as planter 1 which by the test differed from the others and presented more frequently the deposit of two seeds, required by agronomic experiment and recommended in this work. In the Bayesian approach, the Bayes factor was used to compare the planters in pairs, but the findings were similar to those obtained in the classical approach. Finally, the cluster analysis allowed a better idea of similar planters groups with each other in the both approaches, confirming the results obtained previously.

Orientador: Carlos Antonio Gamero / Banca: Carlos Eduardo Angeli Furlani / Banca: Maria Hele na Moraes / Resumo: Na operação de semeadura, o estande adequado e a uniformidade de distribuição de sementes são componentes de grande influência na produtividade do milho. Esses fatores podem ser afetados por inúmeras variáveis, sendo a velocidade de operação da semeadora-adubadora uma das mais importantes, além da adequação semente/orifício no disco dosador. A velocidade de deslocamento e a regulagem da semeadora, sendo inadequadas, podem proporcionar baixa população de plantas, acarretando em uma produtividade não desejada. O presente trabalho teve como objetivo analisar o desempenho operacional de uma semeadora-adubadora de precisão, em função de cinco velocidades de deslocamento e dois tipos de martelete, utilizada para a semeadura da cultura do milho em sistema plantio direto. O experimento foi instalado e conduzido em área experimental pertencente à Faculdade de Ciências Agronômicas, UNESP - Botucatu, SP, no período de dezembro de 2007 a maio de 2008. O solo da área experimental foi classificado como Nitossolo Vermelho Distroférrico, textura muito argilosa. O delineamento experimental utilizado foi de blocos ao acaso, com parcelas subdivididas, em esquema fatorial 2x5, sendo dois tipos de marteletes (4 e 5 dentes) e cinco velocidades de deslocamento (3,0; 4,5; 5,0; 7,0 e 9,0 km h-1) com quatro repetições. Assim, o experimento teve 10 tratamentos, totalizando 40 parcelas experimentais. Foram avaliados os dados referentes à porcentagem de cobertura do solo, profundidade do sulco de semeadura, área de solo mobilizado e de deposição de sementes, consumo horário e operacional de combustível, força na barra de tração do trator, velocidade de deslocamento, capacidade de campo efetiva, distribuição longitudinal de sementes, número médio de dias para emergência de plântulas, componentes morfológicos e componentes de produção da planta de milho, danos mecânicos nas... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In the sowing operation, the appropriate stand and the uniformity on the distribution of seeds are mentioned as factors of great influence on the corn yield.. These factors can be affected by several variables, being the planter displacement velocity one of the most important of them, besides the adjustment of seeds in the perforated disc device for seed dosage. The inadequate displacement velocity and adjustment of the planter may provide low population of plants, leading to an undesired yield. The current paper had as its objective to analyze the precision planter's operational and energetically performances according to five different displacement velocities and two types of jumpers used for planting no-tillage corn.The experiment was installed and conducted at the experimental area belonging to the College of Agricultural Science - UNESP located in Botucatu, Sao Paulo state, in the period comprised between December, 2007 and May, 2008. The experimental soil area was classified as Nitossolo Vermelho Distroférrico presenting a deep argillaceous texture. The experimental design consisted of blocks at random with parcels subdivided in factorial scheme 2x5, two types of jumpers (4 and 5 staples) and 5 different displacement velocities (3,0; 4,5; 5,0; 7,0 e 9,0 Km h-1) with four repetitions. Thus, the experiment was composed by 10 treatments, totalizing 40 experimental plots. The evaluated data regarded to the percentage of soil coverage, the sowing line depth, mobilized soil and seed overthrown area, horal and operational fuel consumption, force on the tractor traction bar, displacement velocity, effective field capacity, longitudinal distribution of seeds, average number of days for the emergence of seedlings, morphological and corn production components, mechanical harm on seeds and grain production. The displacement velocity effect was verified on the following variables: horal... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre