秧苗箱自動疊棧機之研製

一、前  言

水稻栽培的第一個工作就是育苗，將篩選並完成催芽的稻種，撤播於裝好苗土的秧苗箱上，進行育苗。育苗完成後，再進行插秧。水稻育苗使用之秧苗箱為塑膠製的淺盤，大小為 60 × 30 × 3 公分。目前育苗中心均以一貫化作業設備來自動化完成播種作業，每小時播種作業可達2,000箱以上，作業速度相當快。一貫化育苗播種作業設備乃利用輸送帶連結各作業單元而成，包括排箱機、裝土機、灑水機、播種機、噴葯機、覆土機和積箱機等。積箱機功用係將播種完成之苗箱堆積成疊，每疊約3箱，便利人工搬運。播種後苗箱需堆積約3-5日，保持在高溫、高濕的環境，使種子容易萌芽。種子萌芽後，再將苗箱搬運到田間排放，進行7-15天的綠化作業，使秧苗長成。

目前本省水稻育苗中心大都將播種後之秧苗箱搬運堆疊於棧板上，進行保溫催芽。使用之棧板規格大致有1280×1280mm (大棧板)及1280×640mm (小棧板)等兩種，每個棧板完成堆疊後，再以堆高機進行整個棧板搬運至催芽區集中管理，屬於批次式搬運。待種子冒出苗箱覆土層，再利用堆高機將整塊棧板搬至入苗的供箱區，以人工將苗箱從棧板上搬上輸送帶，送至綠化場內，進行後續的秧苗綠化及硬化工作。

由於播種後之苗箱每個平均重約5kg，人工每次搬運3箱約15公斤，相當辛勞，且需3~5人力來搬運，育苗中心亟盼能有機械來取代人力作業(圖1)。因此本研究在行政院農業委員會的經費補助下，開發一台秧苗箱自動疊棧機，可將播種後秧苗箱堆疊於棧板上，使播種作業達到自動化目的。

圖1、人工堆箱作業

二、疊棧機之設計

本研究配合育苗中心使用的棧板規格，開發兩種樣式疊棧機分別為大棧板型式1280×1280 mm及小棧板型式1280×640mm。大棧板型式可堆放8疊；以每疊30箱，可堆放240箱。小棧板則為大棧板之一半，可堆放4疊，約120箱。設計之疊棧機每次夾取4疊苗箱，夾取之每疊可依需要設定為2-5箱。圖2為小棧板型式之疊棧機，可分為供箱單元、苗箱夾送單元及棧板輸送單元。

2-1. 供箱單元                                                                                                                                        

供箱單元主要由滾筒輸送帶、轉向導桿、水平檔板、導引板等所組成，負責苗箱輸送、轉向、導正及整列用。轉向導桿和水平檔板分別由氣壓缸控制升降，導引板之角度可調整。

堆箱作業時，透過進箱之轉向導桿、導引板及水平檔板，將送入之苗箱由縱向轉90度成橫向 (圖3)，進入夾取等待區。因為夾取部每次夾取四疊秧苗箱，故夾取等待區裝有四個苗箱定位開關，分別感測四疊苗箱是否進入夾取定位。 

圖3、供箱作業

2-2. 苗箱夾送單元

苗箱夾送單元架設於供箱單元與棧板輸送單元上方，裝有一水平移動天車，天車上裝載有夾取部，進行垂直方向移動。藉由水平和垂直的移動，將秧苗箱由供箱單元夾送至棧板上堆疊。水平移動天車利用馬達經由鏈條帶動滾輪，進行前進與後退。

夾取部由升降馬達帶動鋼索，控制夾取部的升降。夾取部的兩側裝有六組線性軸承(35mm×25mm)，使夾取部垂直移動時位置不會偏移。夾取部的開閉由氣壓缸驅動，來夾放苗箱。圖4~6為苗箱夾取、運送與堆疊作業情形。

圖4、苗箱夾取

圖5、苗箱夾送

圖6、苗箱堆疊

2-3. 棧板輸送單元

棧板輸送單元可分為棧板排放及棧板輸送兩部份。棧板排放部負責棧板供應，棧板堆放區可容納8個空棧板的堆疊，藉由感測與程式控制可自動排放棧板於棧板輸送滾筒上。棧板排放使用4只棧板勾與棧板承接板，進行空棧板排放，棧板勾與棧板承接板均由氣壓缸驅動。整疊空棧板於排放區時，利用4只棧板勾分別勾住最下方棧板之4個角落，藉以支撐整疊空棧板。棧板排放時，棧板承接板上升、棧板勾打開，使承接板順利接下一個空棧板，棧板承接板下降，將空棧板排放於輸送滾筒上 (圖7)。當空棧板下降時，棧板勾再度夾緊下一個棧板，完成單一棧板排放作業。

棧板輸送部負責棧板輸送，包括棧板進入苗箱堆放區，以及堆箱完成後，將滿載棧板運送至搬運等待區，等待堆高機將滿載棧板運送至堆積發芽區。棧板輸送部主要由滾筒所組成，並以定位開關及定位板進行棧板定位。當棧板碰觸定位開關時，定位板上升，使棧板定位，準備苗箱堆放作業。一個棧板的苗箱堆疊完成後，輸送滾筒將滿載之棧板送出 (圖8)，再由堆高機將整個棧板運送至堆積發芽區(圖9)。

圖7、棧板排放

圖8、滿載棧板輸送

圖9、利用堆高機搬運完成堆疊之棧板

2-4. 控制系統

秧苗箱自動疊棧機採用可程式控制器配合觸控螢幕，來進行設定、控制與操作。控制系統具有手動和自動控制兩種模式，可由觸控開關選擇，使兩種模式分別作動，互不相關。手動控制方面，可以獨立操作疊棧機之各項作動設備，分別為：棧板輸送帶、夾取部上升下降、棧板輸送、定位板、苗箱轉向導桿、天車移動、棧板排放機構、水平檔板、棧板承接板、夾爪等(圖10)。系統切換至自動控制模式時，依據設定完成作業要求。控制操作採用觸控螢幕 (人機介面)設計，可由使用者在操作介面設定堆疊之每疊箱數(模式2、3、4、5箱/疊)、開始堆疊之層數、棧板高度、總堆疊苗箱數等，操作使用上更加實用化。透過人機介面的顯示，亦可瞭解疊棧作業情形，諸如堆疊位置、堆疊總數、已疊箱數等(圖11)。

圖10、手動控制操作之人機介面

圖11、人機介面顯示目前疊棧作業情形

三、結果與討論

3-1. 作業性能試驗結果

以小棧板型式自動疊棧機進行作業能量測定，試驗設定每次夾取4疊，每疊3箱，然後置放於棧板上，3箱為一層，每個棧板放置10層，共120箱。疊棧作業每次20分鐘，重覆3次，來推算疊棧之作業能力。試驗過程中並同時紀錄苗箱積疊失敗疊數、苗箱夾送失敗疊數、疊棧整齊度偏離量及棧板供應情形等。性能試驗於92年12月4日在宜蘭縣頭城鎮頭圍水稻育苗中心進行，試驗結果顯示，每小時可完成2,490個苗箱的堆疊作業，積疊成功率達100%，夾送成功率達96.4 %以上。在疊棧整齊度偏離量方面，隨機抽取完成疊棧之苗箱共9疊量測其偏離量，測試結果顯示最大偏離量為8 mm，最小為4.3 mm，平均為6.2 mm，由此可知機械疊棧之整齊度佳。在連續4個小時的運轉作業中，經測試無阻礙作業進行之不良現象，且無異常故障，持久性、操作性能及棧板供應情形均良好，符合國家性能測定標準。圖12為性能性能測定作業情形。

圖12、疊棧機性能測定作業情形

3-2. 實地測試與示範

開發完成之秧苗箱自動疊棧機經由初步試驗後，實地安裝於育苗中心進行作業試驗，並與一貫化育苗播種作業設備連線進行試驗，以達到自動播種堆疊之目的。圖13為大棧板型式之疊棧機在桃園縣新屋鄉育苗中心作業情形；圖14為小棧板型式之疊棧機在嘉義縣水上鄉育苗中心育苗中心作業情形。為達到新開發設備之推廣與示範，本設備已陸續辦理四場示範觀摩會 (圖15)，藉由吸取參觀農民的意見，來改善機械設備之缺點，至目前為止，本項設備已達商品化實用價值，農民對於機械性能相當滿意。

圖13、大棧板型式之疊棧機實地作業情形

圖14、小棧板型式之疊棧機實地作業情形

圖15、疊棧機示範觀摩與討論

四、結  論

本研究已成功開發出一套秧苗箱自動疊棧系統，在播種作業時，可與一貫化播種機連線作業，將播種完成之苗箱自動堆疊於棧板上。疊棧機每小時作業能量可達2,490箱以上，成功率為95%，且機械疊棧後的苗箱整齊度較人工佳。經由實地示範觀摩，農民對於機械性能相當滿意。開發之秧苗箱自動疊棧機亦已通過國家性能測定，93年度並已列入國產新型農機購置補助機種，目前已推廣十餘處水稻育苗中心設置使用，將可有效紓解農村勞力不足的問題，並降低育苗生產成本，對提升育苗搬運自動化有莫大助益。

秧苗箱田間自動化搬運系統

一、前  言

根據九十三年度的普查結果，目前水稻育苗中心共有722處，供應全省所需之水稻秧苗。而由於稻田面積的減少，育苗中心競爭甚為劇烈，有些因無法獲得足夠的人力，只有歇業一途。但仍有許多育苗中心因供苗地區超出原先範圍，規模擴大，並已逐漸走向多角化經營。為因應農業結構急遽轉變、農村人口外流、僱工不易造成勞力短缺等問題，改善作業環境及辛勞度、減低勞力需求、降低生產成本，是目前育苗中心發展的重要方向之一。因此，未來育苗中心勢必邁向更機械化、自動化的生產，以減低勞力需求，進而降低生產成本。

水稻育苗在秧苗箱完成播種後，需將秧苗箱堆積成疊，進行保溫保濕約2~4天，使種子順利發芽，此時每個秧苗箱重約5 kg。播種發芽後，再將秧苗箱搬運至綠化場進行排放，稱為入苗作業 (圖1)。秧苗接受陽光，進行綠化及硬化工作。待秧苗長成後，再將秧苗收集捲起，利用搬運設備運送至卡車上出貨 (稱為出苗作業， 圖2)，以供農民插秧用。秧苗箱進出綠化場的搬運作業，需要耗費許多的人力，而且工人彎著腰工作，相當的辛苦。鑑於此，本研究旨在研究發展一套自動化搬運系統，以節省秧苗箱在綠化場內搬運所需的人力。

圖1、人工入苗排箱作業

圖2、人工出苗作業

二、輸送機搬運系統

採用輸送機搬運系統進行綠化場內秧苗箱的運送，可減少搬運勞力的支出。該系統具有作業效率高、作業較輕鬆的優點。輸送機主要是將兩條平行的三角皮帶裝設於桁架上，進行秧苗箱縱向輸送。桁架可依照綠化場長度大小來進行多節串聯銜接。每節桁架兩端有驅動輪，驅動輪行走於軌道上，利用馬達驅動做橫向移動。由於此種搬運系統採用X-Y方向移動的原理，因此綠化場區塊需呈長方型或正方型，圖3為輸送機搬運系統之示意圖。

圖3、輸送機搬運系統

傳統的輸送機桁架採用梯型設計，構造複雜、結構重，且輸送皮帶換修不易 (圖4)。本研究改良現有輸送機結構，以減輕其重量，採用倒三角形（▽）截面設計 (圖5)。新型輸送桁架由四種不同斷面的管材所組成，上方為兩根平行之空心方管，下方則為空心圓管。上方方管可做為自動卸取機之行走軌道，兩根方管之內側亦可做為秧苗箱輸送時之導板，以避免秧苗箱輸送時左右移動。每一管間所銜接方式為焊接，焊接後其結構剖面為倒三角形的形狀，以每6m為一節，每節的兩端焊上法郎，因此每節間的接合方式以法郎鎖上螺栓、螺帽，再依所需要之長度來架接。設計之輸送機結構輕巧，每公尺僅26 kg，並改良傳統輸送機之輸送帶更換不易的缺點。輸送帶採用側邊裝卸，相當簡便，強度可支撐跨距達30 m，且輸送機平面相當平直，以便利自動卸取機作業平順。

圖4、傳統的輸送機採用梯型設計-1

圖4、傳統的輸送機採用梯型設計-2

圖5、設計之三角型輸送桁架-1

圖5、設計之三角型輸送桁架-2

三、秧苗箱自動卸取系統

設計之秧苗箱自動卸取機可達成自動化排放與收集秧苗箱的作業，卸取機以輸送機系統做為載具，藉由在輸送機桁架上前後移動，來進行卸取箱作業。卸取機本身不能橫向移動，需靠輸送機之橫移來達成換列作業。入苗時，可將輸送機上的秧苗箱依序排放於田間，亦即卸箱作業。出苗時則可反向運動，將秧苗箱從田間拾起，經由輸送機上的輸送帶運送出綠化場，亦即取箱作業。對於秧苗箱處理而言，卸箱和取箱作業互為反向運動，因此卸取箱作業可為同一部機器來進行，只是運送方向相反。

(一)自動卸取機之構造
圖6為設計之自動卸取機構造，分為行走、上傾運送、側送、下傾運送、卸取等5個部份。動力源為馬達，整套設備利用機械元件作動，作業穩定度高，故障少。行走部使用三相220伏特 1馬力馬達連結20:1之減速機來驅動行走輪，行走速度利用可程式變頻器來控制。上傾運送部連結空中輸送機和側送部間之苗箱輸送，皮帶為一齒形皮帶，可增加苗箱輸送時之摩擦力。側送部連結上傾運送部與下傾運送部間之苗箱輸送，利用側送部將苗箱從輸送機皮帶，經由下傾運送部將苗箱運送至卸取部。卸取部負責苗箱的卸取作業，下方裝設有滑板，當卸取部放下時，滑板與地面接觸，感應地面高度，以確保卸取部能緊貼地面，達到最佳的作業效果。提升部負責驅動下傾輸送部與卸取部之舉升及放下作業，主要由提升驅動馬達、提升驅動軸、絞筒及提升鋼索所組成。當卸取機進行換行作業時，利用絞筒將提升鋼索捲起，將下傾運送部及卸取部舉升。

自動卸取箱系統以可程式邏輯控制器(Programmable Logic Controller; 簡稱PLC)來進行程序控制，可自動感測苗箱的運送狀態，來自動調整皮帶的輸送速度，藉此達到較高的作業效率。苗箱之排放為縱向式，每畦的苗箱列數及畦溝的寬度，可依作業方式不同，而改變設定。系統使用三個可程式變頻器來控制及改變運轉速度，變頻器A控制輸送帶之速度；變頻器B控制卸取機之行走速度；變頻器C控制卸取機上之上傾、側送、下傾及卸取部等之驅動速度。

圖6、自動卸取箱機之構造

(二)自動卸箱作業
入苗作業時，苗箱由工人從堆積區搬上橫向輸送帶後，經過苗箱計數器，運送到輸送機之縱向輸送帶上，再到達卸取機。苗箱經由上傾、側傾、下傾運送部，到達卸取部。當碰觸苗箱感測器時，卸取機後退，秧苗箱經由導板導正後，從滑桿滑下田間排放，完成一個秧苗箱的排放作業。此時若下一個秧苗箱再碰觸到苗箱感測器時，卸取機則一直後退，進行卸箱作業。因此當秧苗箱一直不斷供應時，卸取機可連續作業，猶如流水般的順暢。當秧苗箱供應中斷時，卸取機則會在原處等待秧苗箱的到來，再進行作業。當卸取機等待秧苗箱時間超過10sec時，系統會切換輸送帶以高速運轉，節省秧苗箱的輸送時間。因此秧苗箱排放於田間時，不會留有縫隙，綠化場利用率高。

當苗箱計數器計數到達一列排放所需的秧苗箱數後，輸送帶停止供應秧苗箱至輸送機的緃向輸送帶上。待卸取機完成一列秧苗箱的排放作業後，卸取部舉升，以空車高速移動至下一列作業前端，定位後停止，並放下卸取部，準備開始新一列的卸箱作業。當卸取機前移換列同時，輸送帶運再次運轉將秧苗箱運送到輸送機之緃向輸送帶上。此時輸送帶以高速運轉，直到第一個秧苗箱碰觸苗箱感測器後，輸送帶自動切換成低速運轉，如此可節省秧苗箱的運送時間。在卸取作業時，綠化場亦可同時進行淹灌，不會影響機械作業，可縮短整個入苗作業時間。圖7為自動卸箱作業情形；圖8為自動卸箱之秧苗生長情形。

經由田間試驗結果顯示，每小時自動化卸箱作業為954箱，對於大規模的育苗中心來說，卸箱作業能量略嫌不足。因此卸箱作業模式亦可更換為一次排放三箱為一疊，再輔以人工進行排盤作業。如此搭配兩位人工作業，可將卸箱速度提升至每小時2,800箱 (圖9)。

圖7、自動卸箱作業情形

圖8、自動卸取機及卸箱後秧苗生長情形

圖9、一次排放三箱一疊

(三)自動取箱作業
出苗作業時，卸取機反向運動。取箱之原理係利用卸取部前方之撥輪迴轉，將秧苗箱的一端抬起。同時，卸取機前進，卸取部伸入秧苗箱下方，將秧苗箱鏟起，再利用進給皮帶將秧苗箱往上輸送，達成拾起秧苗箱之目的。拾起之秧苗箱經由下傾、側送和上傾皮帶，進入輸送機之縱向輸送帶，以高速運轉將秧苗箱送出綠化場，完成取箱作業。當卸取機取完一列的秧苗箱後，卸取部自動舉起，然後卸取機以高速後退至作業後端。同時，輸送機橫移至下一列定位點，繼續進行下一列的取箱作業。整個取箱作業不需人力，可由機械完成，每小時作業能量約為1,127箱。圖10為自動取箱作業；圖11為取箱後秧苗送出情形。

圖10、自動取箱作業

圖11、取箱後送出情形

由於育苗中心出苗作業時間大都集中於清晨及傍晚時間，在作業尖峰時，每小時出苗數量需達1,500個捲苗以上，故自動取箱作業速度無法滿足需求。然而以人工將收集好三個捲苗的秧苗箱 (約15公斤)搬上輸送帶是一件相當辛勞的工作，故以此人工出苗作業模式，亦可使用自動卸取機將人工捲苗後的秧苗箱搬上輸送機，替代人工搬運，可降低工人的作業辛勞度。圖12為使用自動卸取機撿拾滿載秧苗箱的作業情形。

圖12、一次收集三個捲苗一箱

(四)示範及推廣
研發之自動卸取機已獲得國內發明專利，並辦理技術移轉于廠商進行商品化生產。同時亦在各地區之水稻育苗中心進行商品機田間試驗，讓農民實際操作本系統，並辦理示範觀摩會，檢討其缺點，以做為改良之依據，使本系統性能更臻完善。圖13和14為示範觀摩會舉辦之一景。

圖13、宜蘭縣五結鄉之示範觀摩會

圖14、嘉義縣太保市之示範觀摩會

四、結  論

研發之卸取機採用順流式連續作業，可以正確且順暢地達成作業目的。卸取機之動力源為馬達，整套設備利用機械元件作動，系統採用可程式控制器進行自動控制，可自動感測苗盤的運送狀態來自動調整輸送帶的速度，藉此達到較高的作業效率。整個卸箱作業僅需一個工人將苗箱搬上，其它搬運及排放作業則自動由機械完成。在機械進行卸箱作業時，綠化場亦可同時進行淹灌，使秧苗箱內的種子可以最快的速度得到水份，亦可縮短整個入苗作業時間。取箱時，可以一箱一箱地取起，再進行人工捲苗或搭配捲苗機自動捲苗。卸取機亦可將人工在田間捲苗後收集之苗箱自動拾起，免除人工搬運的辛勞。自動卸取機不僅可應用在水稻育苗上，亦可應用於類似水稻秧苗箱來進行栽培之作物上，進行苗箱的排放及收集作業。

育苗機械

（一）水稻育苗機械

水稻育苗是稻作機械化的第一步，也是插秧作業之開始。在機械化插秧的前提下，育苗箱必需規格化，使育成的秧苗能為插秧機所用。為降低生產成本及提高秧苗品質，集中化育苗觀念乃逐漸形成。從民國六十二年以來政府開始補助農民設置專業化育苗中心，目前已建立了完善的秧苗供應網及作業制度，全面供應本省所需之秧苗。這種由專業化育苗和機械化插秧相互配合的結果，使全省水稻作業機械化向前邁進一大步，對解決農村勞力不足及降低水稻生產成本有莫大的貢獻。育苗中心可說是因應社會、經濟、技術環境脈動所蛻變出來的民間社會組織。

水稻育苗程序及－貫化作業流程如圖1所示。整個育苗程序可分為器材準備、播種作業、入苗作業、生長管理和出苗作業等五大工作。
1、育苗器材
一、育苗箱
規格化之塑膠育苗箱長60公分、寬30公分、高3公分，每只塑膠箱育成之秧苗片尺寸為58×28公分，每公頃水田機械插秧約需200~250箱。

二、苗床材料
1.土壤
最適合做為育苗用的是壤土、腐植壤土、砂質壤土，切忌砂土及粘土，土壤的Ph值應介於4.5~6.0的微酸性土壤，最為耐寒。苗土採集後先用土壤粉碎機或耕耘機粉碎，並用3~5網目的鐵絲網篩選，去除粗大土粒，即可使用。每箱床土約2.5~3.5公斤，覆土約0.5公斤。播種前，土壤需先混合肥料，用量隨期作別而不同。
2.粉碎穀殼
由於土壤取得不易且重，現今的育苗中心均已使用土壤和粉碎穀殼之混合來做苗床材料，混合比例按實際情形而定，一般比例為土壤2份混合粉碎穀殼1份。利用粉碎機先將穀殼粉碎後，將粉碎之殼鼓混合土壤育苗，每箱使用粉碎穀殼0.5公斤。

三、種子處理
種子的處理程序為選種 --- 消毒 --- 浸種 --- 催芽 --- 晾乾等，一般種子的處理約需在播種前7天就要開始作業。種子需選用無病害、飽滿、發芽率達到九成以上的優良種子。欲選用飽滿的種子，可用比重精選。
消毒在選種後實施，其目的在確保種苗日後的成長品質(不致發生稻株長得過高而不抽穗)，對於增加稻米收成大有助益。精選後的稻種以1,000倍消毒劑(萬力、普克拉、水銀劑等)消毒12小時，消毒時稻種應盡量散開，並時常攪拌，以增加消毒效果。
浸種目的在使種子充分吸收萌芽時所需水份，使種子發芽均勻，秧苗發育良好。浸種時間因氣溫高低而不同，通常一期作浸種4天，二期作浸種2天。
催芽的原因在於因苗土的厚度僅2公分，水份及溫度保持不易，未發芽之種子生長緩慢，甚至會因日曬乾枯或因低溫逐漸枯死。而催芽的工作與浸種有很大的連帶關係，如浸種工作做的徹底時，催芽將是輕而易舉之事。催芽時溫度宜在25℃~34℃，10℃以下無法萌芽，45℃以下則完全不萌芽。當種子之芽長達1~2公厘，即可晾乾進行播種。
浸種最好在流動清水中進行，目前本省稻榖浸種主要採用袋裝或育種槽散裝浸種，每天應更換清水2次。而稻種翻動及換水工作，費時費工，若翻種不均勻，亦會影響種子發芽。因此由桃園區農業改良場研究開發出全自動稻穀浸種翻動機，可自動進行給水、排水及種子翻攪作業，種子槽有不同大小的規格，以種子槽長210公分、寬180公分、高87公分為例，每槽可容納約2000公斤之種子，亦可多個種子槽串結在一起，共同使用同一套翻攪設備。

2、播種作業
以一貫化播種作業機械進行播種育苗(圖2)，不但可減少人工、提高工作量並可改善育苗成果。一貫化播種作業機械係以輸送帶連結供箱機、裝土機、灑水機、播種機、噴葯機、覆土機和積箱機等作業單元，每個單元裝設感測開關自動偵測苗箱，再進行作業，每小時播種作業速度可達2000箱以上。作業現況說明如下：
1.供箱：將苗箱整齊堆疊在供箱機上，即可自動一箱一箱地依序供應。
2.裝土：將混合好之苗土由鏟土機置入裝土料斗內，育苗箱經機械添土後，再經整平滾輪刮平，掉落的土壤經由傾斜式輸送帶回收再使用。
3.灑水：育苗箱之苗土充填完成後，進行灑水。利用PVC管上等間距之小孔噴出水源，均勻噴灑於苗土上，使苗土充份濕潤。可利用改變PVC管上孔徑和間距來調整灑水量，但水量及水壓不可過大，以避免灑水時將苗床沖成凹凸不平。
4.播種：利用條狀式播種機構，將已催芽之種子均勻覆蓋在苗土上，每個育苗箱種子量約250~280公克。
5.噴藥：為防治秧苗立枯病，播種後苗箱需噴1,000倍立枯靈或特地菌稀釋液500cc。葯液經人力調配妥當後置於葯液筒內，經由幫浦抽送至噴葯管，經由噴藥管均勻施灑於育苗箱上。
6.覆土：噴藥後，每箱苗土均勻覆蓋壤土約600公克，以將種子完全覆蓋為原則。
7.積箱：播種完成之苗箱經由輸送帶一箱一箱的排放出來，為節省搬運頻率，利用積箱機將播種完成之育苗箱，以每3-5箱為單位堆疊，再由輸送裝置自動送出，進行堆積萌芽(圖3)。

3、苗箱堆積作業
播種後之育苗箱需集中堆積成疊，進行2-4天的保溫催芽，使種子萌芽突破覆土層，如此可促使每箱種子整齊萌芽，提升種子成活率。為便利搬運及堆積管理工作，水稻育苗中心已普遍將育苗箱堆疊於棧板上，使用之棧板規格有128公分 × 128公分(大棧板)及128公分 × 640公分 (小棧板)等兩種。大棧板可堆放8疊；每疊30箱，共240箱。小棧板可堆放4疊，共120箱。圖4為育苗箱自動疊棧機，可自動將播種後育苗箱堆疊於棧板上，使播種達到自動化作業目的，疊棧機每小時可完成2000個育苗箱的堆疊作業。每個棧板完成堆疊後，再以堆高機將棧板搬運至催芽區集中管理(圖5)。

4、田間搬運作業
堆積後秧苗幼芽長1~1.15公分，即可移放至綠化場進行綠化及硬化管理。堆積後已萌芽的苗箱，在午後溫度較低時或早上10時前，移放在綠化畦上為佳，以避免陽光過強，導致育苗箱內水份大量蒸散。
育苗箱進出綠化場的搬運是一件相當辛勞的工作，因此大規模的育苗中心以採用空中輸送系統來進行苗箱運送，可節省搬運辛勞度及增加作業效率。空中輸送系統是輸送帶方式的連續運送，將兩條平行的三角皮帶裝設於桁架上，整個桁架做橫向移動，輸送帶做苗箱的縱向輸送。桁架可依照綠化場長度大小來進行多節串聯銜接。每節桁架均設有開關，可控制所有輸送帶運轉或停止，桁架兩端具有驅動輪，以馬達同步驅動做橫向移動，如此可涵蓋整個長方型或正方型的綠化場。
入苗之育苗箱從空中輸送機上搬運至田間排放，以及秧苗長成時，苗箱的搬出作業都是相當耗費人力的作業，工人需彎腰工作，相當辛苦。近幾年育苗箱自動卸取機的開發成功，配合空中輸送機系統的使用，可使苗箱在綠化場內的搬運達到自動化作業之目的。育苗箱自動卸取機以空中輸送機做為載具，沿著空中輸送機上的軌道前後移動。系統可感測苗箱的運送狀態，來調整輸送速度，以達到較高的作業效率。苗箱排放為縱向式，每畦的苗箱列數及畦溝寬度，可依作業方式不同，而改變設定。圖6為育苗箱自動卸取機卸箱作業情形。

5、綠化管理作業

綠化期間，對於秧苗的管理極為重要，而綠化的主要工作是保溫及遮雨防止沖刷。綠       化期應覆蓋透氣性佳之不織布或塑膠布。當溫度升高，需將兩端的不織布翻開，使空氣流通。如溫度超過35℃，即把不織布全部掀開或利用循環灌、排水方式以降低溫度。當第1葉發育完全，要進行第2葉時，可除去保溫用塑膠布，以避免秧苗徒長。

育苗箱移至綠化場後應即給水，以補充堆積時失去的水分。育苗中心過去常以灌排水方式給水，但採用灌排水雖可迅速給水，但易造成育苗箱內的肥料及農藥大量流失，導致綠化管理期間需不斷補充肥料及噴灑農藥。因此若使用空中輸送系統之綠化場可以利用輸送機架設灑水管(圖7)，進行往復式自動灑水作業，以補充育苗箱水份。實施給水時間最好在上午10時前或下午3時以後，補充至育苗箱土壤充份濕潤為原則。

6、秧苗出貨作業

秧苗生長到本葉 2.5 ~ 3.5葉，苗高12~15公分時為插植適期。插秧前一日下午須充分澆水，插秧當日避免澆水以免影響插植效果。在出苗時，需先將秧苗捲成筒狀如蛋捲，然後三捲為疊，置於一苗盤內，再由人工搬運到空中輸送機，送到卡車上堆疊，圖8為秧苗出貨作業情形。

圖1、水稻育苗程序及－貫化作業流程

圖2、一貫化播種作業機械進行播種育苗

圖3、播種後堆積保溫以利種子萌芽

圖4、使用自動疊棧機進行育苗箱自動堆疊業

圖5、以堆高機進行棧板搬運作業

圖6、育苗箱自動卸取機進行綠化場田間排放作業

圖7、空中輸送系統之椼架架設灑水管進行綠化期間澆水作業

圖8、秧苗出貨作業

水稻育苗中心搬運作業自動化

一. 前  言

　　　　在水稻育苗作業中，秧苗之搬運、卸箱、取箱及捲苗作業，需要耗費許多的人力，而且工人彎著腰工作，相當的辛苦。因此本計畫進行水稻育苗搬運作業自動化系統之研發，以解決現今農村勞力老化及短缺的問題。目前已成功研發出秧苗箱自動卸取機及自動捲苗機，在88及89年度分別辦理一場示範觀摩會，全省育苗中心業者參與踴躍，並對機械性能讚譽頗佳。研發之兩項機械已申請國內發明專利，並辦理技術移轉于民間廠商，進行商品化生產。

二. 秧苗箱自動卸取機

　　　　自動卸取機以空中輸送機做為載具，沿著輸送機上的軌道前後移動。入苗時，苗箱由輸送機運送至卸取機，卸取機自動地將苗箱依序排放於田間。出苗時，卸取機則自動地將苗箱從田間拾起，經由輸送機運送至捲苗機，進行自動捲苗，如此整個育苗搬運可達到自動化作業目的。

　　　　卸取機可自動感測苗箱的運送狀態，使苗箱排放於田間不會留有縫隙。同時系統亦可自動調整苗箱輸送速度，以達到較高的作業效率。在機械作業時，綠化場亦可同時進行淹灌，不會影響作業性能。苗箱排放採縱向式，每畦排放列數及畦溝寬度，可依農民要求，而改變設定。卸箱速度每小時可達1,000箱，取箱則達1,100箱。

三. 自動捲苗機

　　　　捲苗機可將秧苗自動捲成蛋捲般形狀，並將三粒捲苗放置於一個苗箱。捲苗機分為捲苗和放箱兩個單元，以氣壓為驅動系統，利用可程式邏輯控制器進行程序控制。捲苗機每小時的作業能量為362箱，捲苗成功率可達95.2%以上，機器捲苗直徑與人工相差不大，捲苗品質可為農民所接受。由於捲苗作業速率較取箱慢，因此將三台捲苗機並列進行作業，如此每小時捲苗速率可提升至1000箱以上。

四. 空中輸送機結構改良

　　　　現有空中輸送機採用梯型設計，構造複雜、結構重，且輸送皮帶換修不易。因此改良空中輸送機結構，以減輕其重量，採用倒三角形（▽）截面設計，突破傳統使用方形或梯形截面。設計之新型空中輸送機採用鍍鋅鋼材製成，上方為每根平行之空心方管（60 ×60 ×3.5 mm）組成，方管可做為自動卸取機之行走軌道，利用兩根方管內側做為苗箱輸送之導板，以避免苗箱輸送時左右移動。下方則以空心圓管（φ63.5 ×t5 mm）組成。設計之空中輸送機結構輕巧，每公尺僅26 kg，並改良傳統空中輸送機之輸送帶更換不易缺點，輸送帶採用側邊裝卸，相當簡便，強度可支撐跨距達30 m，且空中輸送機平面相當平直，以便利自動卸取機作業平順。

五. 推廣成果及效益

　　　　過去不管卸箱或取箱作業總是需要5~6個人方可進行工作，對於育苗中心人力安排是一大考驗，而且工作相當辛苦。因此這二項機械設備之成功開發，可以解決育苗中心人力不足的問題。

圖1、秧苗箱自動卸取機及新型空中輸送機

圖2、自動捲苗機進行捲苗作業