Modified Design of a Precision Planter For a Robotic Assistant Farmer

late
ral
 fo
rc
e
 (
N
) 
Disc angle(Degrees) 
No tilt angle 

---

37 
Figure 2- 18- Lateral force on the disc coulter for different disc angles, tilt angle=15 
Figure 2- 19- Lateral force on the disc coulter for different disc angles, tilt angle=20 
Figure 2- 20- Lateral force on the disc coulter for different disc angles, tilt angle=25 
0
200
400
600
800
0
7
14
21
28
late
ral
 fo
rc
e
 (
N
) 
Disc angle(Degrees) 
Tilt angle-15 
0
200
400
600
800
0
7
14
21
28
late
ral
 fo
rc
e
 (
N
) 
Disc angle(Degrees) 
Tilt angle-20 
0
200
400
600
800
0
7
14
21
28
late
ral
 fo
rc
e
 (
N
) 
Disc angle(Degrees) 
Tilt angle-25 

---

38 
2-6- Summary: 
A series of experiments is performed to study the effect of disc and tilt angles on the 
forces applied on the disc from the soil, when disc moved through the soil with uniform speed. 
The experiments were done in the soil bin, facility of College of Engineering, University of 
Saskatchewan. The goal of these tests was to find the best combination of disc angle and tilt 
angle which leads to minimum draft force. The disc used in tests had a 460 mm diameter and 
depth of cut was set to 50 mm. Force in 3 direction of draft, vertical and lateral are measured by 
load cells. The results of the experiments showed that the compound angle of 7º disc angle and 
25º tilt angle gives the lowest draft force, which is 97 N. Although single angle disc, or zero disc 
angle gives lower draft force, but as mentioned earlier in this chapter, disc angle cannot be zero 
for the purpose of seeding. The corresponding vertical and lateral force for 7º disc angle and 25º 
tilt angle are 84 N and 760 N, respectively. Results for the angles that are in common with the 
work of Afify et al. [11] are close to each other and are validated by their results. Besides, results 
obtained in experiments are also compared and validated by the analytical work done by fellow 
research group member, Yun Zhang. The details of it is provided in appendix D. The results 
obtained in this chapter are used in the design process, static analysis and stress analysis of the 
developed planter, which is discussed in detail in chapter 3 and 4. 

---

39