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https://tede.unioeste.br/handle/tede/7265
Tipo do documento: | Tese |
Title: | Utilização de um robô manipulador móvel para regulagem automática de gotejadores em irrigação localizada |
Other Titles: | Use of a mobile manipulator robot for automatic regulation of drippers in localized irrigation |
Autor: | Castro, Josué Pereira de ![]() |
Primeiro orientador: | Boas, Marcio Antonio Vilas |
Primeiro membro da banca: | Catarina, Adair Santa |
Segundo membro da banca: | Mello, Eloy Lemos de |
Terceiro membro da banca: | Mercante, Erivelto |
Quarto membro da banca: | Siqueira, Jair Antonio Cruz |
Resumo: | Em irrigação localizada utilizam-se gotejadores para aplicação de água e nutrientes, permi tindo o uso mais racional destes recursos. A utilização de gotejadores, no entanto, está sujeita a entupimentos causados por diversos fatores, os quais podem ser tanto de natureza física quanto química ou mesmo biológica, fazendo-se necessário realizar manutenção periódica nos mesmos. Esta consiste no ajuste manual dos emissores e deve ser feito de modo preciso. Considerando a área irrigada em questão, este processo pode não ser prático. Como alternativa pode-se utilizar válvulas ativas, porém estas são, geralmente, de alto custo. Neste contexto, a robótica surge como alternativa para reduzir custos e facilitar a tarefa de ajuste dos emissores. Neste projeto utilizou-se um protótipo de robô manipulador móvel teleope rado/autônomo de baixo custo para efetuar o ajuste automático dos gotejadores. O mesmo é dotado de uma base móvel com rodas omnidirecionais, acoplada a um braço articulado para realizar o ajuste dos emissores. O software embarcado torna-o capaz de mover-se para localizar os emissores e realizar o ajuste necessário. Nos experimentos realizados utilizou-se uma plataforma de testes em forma de L com 20 gotejadores distribuídos, e o robô foi mani pulado no modo tele-operado; o experimento foi realizado em dois ciclos: (a) monitoramento e (b) ajuste. Em (a) foram realizadas leituras de todos os gotejadores, os dados coletados foram processados utilizando-se gráficos de controle para cada gotejador, com objetivo de identificar vazões fora da faixa especificada. Em (b) foram realizados ajustes apenas nos gotejadores que apresentaram vasões maiores ou menores que os limites especificados, com objetivo de manter todos os gotejadores permanentemente dentro dos limites especificados. Como resultado obteve-se o controle da vazão de todos os gotejadores, aumentando a uniformidade, calculada pelos três índices (CUC, CUD CUE), mantendo a vazão dentro dos limites impostos ao sistema, melhorando a eficiência do sistema de irrigação montado na plataforma de testes. As conclusões obtidas a partir do experimento foram: (a) o robô foi capaz de realizar a coleta e o ajuste dos gotejadores no modo teleoperado; (b) os gráficos de controle foram eficazes em identificar os desvios na operação dos gotejadores; (c) as análises realizadas sobre os índices de uniformidade mostram que o sistema evolui, continuamente, melhorando a sua uniformidade, independentemente do índice adotado, à medida que o sistema executa. |
Abstract: | In localized irrigation, drippers are used for water and nutrient application, allowing for a more rational use of these resources. However, the use of drippers is subject to blockages caused by various factors, which can be of physical, chemical, or even biological nature, necessitating periodic maintenance. This maintenance consists of manually adjusting the emitters and must be done precisely. Considering the irrigated area in question, this process may not be practical. An alternative is to use active valves, but these are generally high-cost. In this context, robotics emerges as an alternative to reduce costs and facilitate the task of adjusting the emitters. In this project, a low-cost prototype of a teleoperated/autonomous mobile manipulator robot was used to automatically adjust the drippers. It is equipped with a mobile base with omnidirectional wheels, coupled with an articulated arm to adjust the emitters. The embedded software enables it to move to locate the emitters and perform the necessary adjustments. In the experiments conducted, a test platform shaped like an L with 20 distributed drippers was used, and the robot was operated in teleoperated mode; the experiment was conducted in two cycles: (a) monito ring and (b) adjustment. In (a), readings of all drippers were taken, and the collected data were processed using control charts for each dripper to identify flows outside the specified range. In (b), adjustments were made only to the drippers that exhibited flows greater or less than the specified limits, aiming to keep all drippers permanently within the specified limits. As a result, flow control of all drippers was achieved, increasing uniformity, calculated by the three indices (CUC, CUD, CUE), while keeping the flow within the system-imposed limits, thus improving the efficiency of the irrigation system mounted on the test platform. The conclusions drawn from the experiment were: (a) the robot was capable of collecting and adjusting the drippers in teleoperated mode; (b) the control charts were effective in identifying deviations in the operation of the drippers; (c) analyses conducted on the uniformity indices show that the system continu ously evolves, improving its uniformity regardless of the adopted index, as the system executes. |
Keywords: | Robótica móvel Uniformidade de irrigação Ajuste de emissores Gráficos de controle mobile robotics Irrigation uniformity Adjustment of emitters Control charts |
CNPq areas: | RECURSOS HÍDRICOS E SANEAMENTO AMBIENTAL |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Publisher: | Universidade Estadual do Oeste do Paraná |
Sigla da instituição: | UNIOESTE |
Departamento: | Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas |
Program: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola |
Campun: | Cascavel |
Citation: | Castro, Josué Pereira de. Utilização de um robô manipulador móvel para regulagem automática de gotejadores em irrigação localizada. 2024. 80 f. Tese( Doutorado em Engenharia Agrícola) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Cascavel. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
Endereço da licença: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ |
URI: | https://tede.unioeste.br/handle/tede/7265 |
Issue Date: | 18-Mar-2024 |
Appears in Collections: | Doutorado em Engenharia Agrícola (CVL) |
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