Modified Design of a Precision Planter For a Robotic Assistant Farmer

Solution and results discussion: Results for stress analysis of horizontal pull bar in both 
conditions are shown in Figure 4-24.
In pulling condition, it can be seen that a singularity is happening at the edge of the bar, 
due to the small area that the force is applied. The reason for that is that the external point force 
F, in Figure 4-23(a), is applied to the edge. This force is the reaction force of the vertical pull bar 
on the top surface of the horizontal pull bar. Since the bars are hollow structural steels, the 
reaction force is applied on the edge.
 
So this stress value may not be real, thus for the rest of the 
beam it can be said that the maximum stress is about 30 MPa. This means the safety factor for 
this condition is more than 8. 
In lifting condition, the stress concentration happens at the holes that are used to attach 
the winch. In this case also, finer mesh is used for stress concentration area. Maximum stress can 
be found to be about 80 MPa. Although the maximum stress is very high, but it is still less than 
the yield tensile strength of structural steel, which is 250 MPa. This means the safety factor of 
more than 3 is achieved. 

---

105 
(a) 
(b) 
Figure 4- 24- Equivalent (Von Mises) stress for horizontal pull bar in (a) pulling 
condition and, (b) lifting condition 
4-3- Summary 
In this chapter all the new parts that are designed for the developed modified planter are 
analyzed statically to study their strength to handle the external loads in different working 
conditions. The stress analysis was performed using Finite Element Analysis. Tetrahedral and 
hexahedral elements were used depending on the geometry of the part that was analyzed. All the 
parts were studied for the condition that the implement is in contact with the soil during a 
simulated seeding operation. Two parts that are involved for lifting the planter off the ground for 
transportation purposes are also studied for this condition too. Analyzes showed that a safety 
factor of more than 1.4 is obtained for all parts and in most cases the safety factor is greater than 
8. Although the environment of farm and the interaction of the implement with the soil are not 
very predictable, these parts have enough strength to work in harsher environments with higher 
loads. 

---

106