Modified Design of a Precision Planter For a Robotic Assistant Farmer

D
raft fo
rc
e
 (
N
) 
Disc angle (Degrees) 
Tilt angle-25 

---

33 
Figure 2- 12- Comparative chart of Draft force for different disc and tilt angles 
5-2- Vertical Force:
The vertical force shows how much force we need to keep the disc into the soil, when 
pushing it forward. The zero of the load cells was set when the disc was attached to the carriage 
and not in touch with soil. So the weight of the disc does not affect the vertical load. 
Figure 2-13, 2-14, 2-15 and 2-16 show the vertical force for different disc angles with 0º, 
15º, 20º and 25º tilt angles, respectively. Generally speaking, a pattern or trend cannot be found 
0
50
100
150
200
250
0
7
14
21
28
D
raft Fo
rc
e
 (
N
) 
Disc Angle (Degrees) 
Draft Force 
0
15
20
25

---

34 
for the results for vertical forces. The only noticeable fact is that the vertical force reduces when 
we have a compound angle. As mentioned before, a compound angle disc (ɣ≠0, β≠0) displaces 
the soil particles upward and to the sides to open the furrow. The reason for less vertical force 
can be the added weight of the soil particles as they pile up on top of the disc. 
Since the vertical force is not a criterion for the selection, further study and analysis is 
carried out. These data were used at the design section, when we have chosen a specific disc and 
tilt angle. So, as experimental results showed, the minimum draft force was obtained with 7º disc 
angle and 25º tilt angle. The vertical force for corresponding angles is 84 N. 
Figure 2- 13- Vertical force on the disc coulter for different disc angles, tilt angle=0 
0
20
40
60
80
100
120
140
0
7
14
21
28