訪廠紀錄－水稻育苗疊棧系統之訪廠現地研究

　　高效能水稻育苗疊棧機經宜蘭大學生機系研究團隊訪視鴻伸機器公司，幾次互動討論，建議改良為採用滑塊的滑動接觸，現已完成更新苗盤夾爪的作動移位試俥作業。原本作業上是以墊片及滾輪作為移動摩擦與受力接觸，長時間重複作動會有摩擦性損耗，導致苗盤夾取成功率降低，如圖1~2所示。現在改使用四組滑塊(滑軌)機構，可以耐受1200公斤的靜態下壓力，試機後發現夾爪機構位移更加平順穩定。

圖1、苗盤夾爪支撐座受力位置

圖2、苗盤夾取爪左右伸縮作動之氣壓缸動力源

　　生物機電工程學系(所) 程安邦教授於日前帶領同學們到鴻伸機器公司，討論且深入說明水稻育苗疊棧機之動態系統。當苗箱夾爪機構 (Tray-gripper set)結構受力，氣壓升降筒舉升或下降，受力分析可簡化如圖3所示，氣壓升降筒即為集中受力位置。

圖3、苗箱夾爪組升降機構受力示意圖

　　當苗箱夾爪組的薄板與氣壓伸縮筒構件結合之後如同雙邊固定梁，是而在夾爪受力面須考慮其截面幾何形狀、受力負載，即習知的慣性矩，如圖4~5所示。

圖4、程安邦教授分析靜態下夾爪機構受力位置與材料幾何形狀之關係

圖5、材料截面慣性矩示意圖

　　經團隊探討，建議採用精度較高的滑塊機構完成承受苗盤夾取之後的向下壓力，藉著滑塊的滑軌作橫向移動完成夾取或是釋放的動作，經滑軌上的注油孔可以提供適當的潤滑效果，使各項動作順暢，如圖6。

圖6、更新設計之滑塊滑軌夾爪機構

　　苗箱夾取穩定性改善方面，苗盤夾取機構持續動作堆疊使苗盤達到3、4、5層於鋁製棧板，完成堆疊後等待整板集送。夾取機構上下移動是以2條鋼纜搭配四支伸縮氣壓缸上升與下降的動作。整個產學研究團隊討論發想產出量體垂直移動與平移的概念；應用電梯上升下降導軌機構，使苗盤舉升或下降到定位。平移的量體移出概念是為了將苗盤橫向移出，即可達成苗盤堆疊定位精確的目的，也解決上下移動時左右搖晃的情形，概念詳如圖7所示。

圖7、苗箱夾取穩定性改善概念-應用導軌式電梯升降系統

　　苗箱平行移出的機構設計在導軌固定位置，苗盤移動到定位後機構即產生開合，讓苗盤堆疊放置完成一次堆疊循環，完整循環堆疊到設定的盤數(3、4、5盤)於棧板上方後，再將整個棧板移出，苗盤平行堆疊移出之機構概念如圖8。

 

 

圖8、苗盤移出機構之構思與動作順序

在人機介面顯示與PLC控制設定上，本系統可以設定苗盤夾取高度參數，達成3盤、4盤，或5盤的堆疊設定，堆疊設定是由光電開關進行夾作升降之設定，如圖9所示之人機介面顯示螢幕。當育苗盤上面的泥土有變化(增加或減少)，會使苗盤堆疊之後的高度稍有變化。使用者會因為苗盤高度變化產生夾取失敗的誤動作而想調整原出廠的設定參數，因為調整設定值輸入不正確，反而造成誤動作的情況增加，使苗盤夾取與堆疊位置錯誤，致整體疊棧的成功率下降，如圖10所示。

圖9、人機介面-調整苗盤堆疊設定頁面

　　鴻伸機器公司提出修改本系統原本建立的PLC邏輯序控，在原系統增加苗盤堆疊高度的偵測元件。另在邏輯序控與人機介面上將設定內建與簡化，減少因人為設定導致誤動作的機會。目前尚未決定堆疊高度感應元件的裝設位置，圖10~11為本次疊棧高度與夾取誤動作模擬。圖12為水稻育苗盤棧板的層疊之原始高度。

圖10、秧苗盤平移定位，預備向下堆疊

圖11、秧苗盤堆疊後夾爪堆疊偏差模擬

圖12、原始之育苗盤堆疊高度

國際會議－計畫主持人出席2014年ASABE農業及生物工程國際會議

　　今年的美國ASABE農業及生物工程國際會議與加拿大農業及生物工程國際會議合辦，地點選擇於加拿大魁北克省蒙特婁市之國際會議中心 (the Palais des congres de Montreal）舉行。蒙特婁市之國際會議中心位於市中心靠近舊港區，風景秀麗。今年的會議內容除了有開幕歡迎會、大會主題演講、論文宣讀、論文海報展示、科技議題研討、各分項委員會開會、頒獎午餐大會、科技商品展示、學生機器人設計競賽、各研究機構及學校求才面談機會等活動。會議從7月13日至7月16日，共計四天。7月13日傍晚為開幕歡迎會，14日早上八點開始研討會開幕儀式及大會主題演講，隨後進行分組論文宣讀及論文海報展示等，同時各項活動穿插持續於開會期間進行。　
　
　　本次的國際會議主要可概分為影像處理技術在精準農業之應用、農業機器人之應用、空氣品質模式、再生能源之加熱與動力產生、畜牧業之新興技術應用、食品及生物產品之物理性質、農產品乾燥與儲運技術、食品品質與安全之光譜檢測技術、農業安全議題、動力與機械、農機具自動導引系統、林木生質生產與儲運、生物影像及機器視覺技術於食品安全及品質檢測之應用、酒精及生質柴油製程工業之研究與改良、人因工程、病蟲害防治先進技術、應用生產監測系統之研發、食品加工工程、農業系統管理工具、資訊與電子技術、禽畜舍空污量測與防治、作物模式、生質能源、土壤與水分、結構與環境、生物影像及機器視覺及生物感測技術、農業材料物理性質、安全與健康、生物工程、教育、生資能源材料收穫貯蔵及搬運工程、無線網路技術與應用、農業及生物材料之光譜特性、電磁和光譜、影像處理和遙感測技術應用在精準農業、動植物生理反應、感測影像處理技術於農業自動化及管理上之應用等，所發表之論文總數超過1,000篇。

　　本人這次會議發表的論文屬於「影像處理技術於農業自動化及管理上之應用」領域，於7月15日上午11:00發表。宣讀論文之題目為” Study of the disease spot detection of cabbage using chlorophyll fluorescence”。

圖1、與台灣與會學者合影

圖2、開幕大會之現場實景

圖3、大會專題演講之現場實景

圖4、大會現場展示各項商業科技產品

圖5、大會現場展示ASABE各項出版品及紀念品

圖6、大會現場展示學生1/4曳引機競賽實作成品

圖7、論文發表

圖8、大會論文海報展示

圖9、與韓國KSAM理事長及EAEF總編輯合影

圖10、與韓籍彿羅里達大學Lee教授及中國農業大學李主任教授合影

圖11、與大陸籍學者合影之一

圖12、與大陸籍學者合影之二

圖13、與大陸留美任教學者合影

圖14、機器人設計競賽之現場實景

圖15、機器人競賽之簡報現場

圖16、與Tony教授及陳教授合影

訪廠紀錄－本聯盟運作辦公室協助聯盟會員廠商元凱公司 進行中耕機田間性能測定

　　台灣春、初夏季氣候多雨，等了好多天，掰開手指已算不得是幾天了，總算是雨停了，更有一處合適的農地可以做中耕機性能測定，元凱公司與農試所敲定　2014年07月03日~4日進行元凱700N中耕機之田間性能測定。

　　農地試驗可是不簡單喔，要去性能測定之前，老師們會提示助理們重複溫習，以節省現場說明，遇到疑問則可以更明確的問出所以然呢!本項測試由農業試驗所負責，農試所黃博士與邱博士先進行現場說明，然後按部就班進行測試規劃與丈量，宜蘭大學蘇溫禧老師、本計畫助理陳啟輝先生兩位協助測試前討論，與各項測試工作之進行。

　　元凱機械股份有限公司業務部吳副理及鄭又學經理一行，在農地測試前即預備了小牛牌動力自動離合器中耕機型號700N，讓農試所抽檢。試驗場地位於雲林縣元長鄉山內村的後湖合作農場的甜玉米甜及花生田區，農地主人為李鴻春先生。屬於已耕作之旱田，土質為壤土，質地較細。環境溫度在33~37℃。

　　小牛牌動力自動離合器中耕機型號700N，在一般行進時耕耘刀部更換為鋼圈直徑5吋的橡膠輪胎，使用最大馬力5.2kW(7.0Hp)/1,800 rpm之科勤(KOHLER)牌CH270型氣冷式四行程汽油引擎為動力源，動力經皮帶傳動至變速箱，再分別傳動至行走輪軸及中耕刀軸。該機具有高低二檔之前進及後退速度，行走部之動力由齒輪組減速後傳至左右行走輪軸。耕耘部之動力係由變速箱經鏈條傳動，具4段變速。作業速度標記為間隔10米插一標竿標記，在玉米田進行試驗操作20行，每趟來回紀錄各紀錄1次。玉米植株平均在70公分左右，田畦中間點的左右間距較窄約80公分左右，所以一開始的損傷株數較多，無沖倒玉米植栽的情形產生。因這次測試時的迴轉半徑較小，所以掉頭轉彎時間在7秒左右，中耕刀數左右共18支。

　　量測20次的平均耕深在9~16公分之間，量測之左右耕寬約在85~90公分之間。從早上6點35分開始進行連續性測試之總耕地面積為5000米平方，在花生田進行，花生田內有較多根系，但土壤因相對乾燥，整體作業時間約3.5小時。

　　此次的測試，有本聯盟運作辦公室的協助與支援，應能使聯盟會員廠商元凱機械公司所研發之產品可以順利通過性能測定。經由這次的協助活動，定能更加深本聯盟運作辦公室以及聯盟會員廠商元凱機械公司之間的合作情誼。

試驗場地位於雲林縣 元長鄉山內村的後湖合作農場的甜玉米甜及花生田區，農地主人為李鴻春先生。

測試前丈量玉米田長、寬及作物高度畦面與畦面的間距，畦面與原有耕作深度，再由現場三位老師重複核判並記錄。

元凱吳副理正操作小牛牌自動離合器中耕機，型號700N。

輪流操作與中耕機測試。

農試所邱博士與黃博士於測試前說明，田間操作20行，在進行資料記錄。

連續性測試之總耕地面積為5000米平方，在花生田進行，花生田內有較多根系，但土壤因相對乾燥，整體作業時間約3.5小時。

連續測試時正在進行迴轉作業的中耕機穩定旋轉中。

連續中耕作業時採行間隔交錯耕法，總耕地面積大於0.5公頃。從早上6點35分開始進行連續性測試，總作業時間約3.5小時，依要求之耕作方式進行。

高效能水稻育苗自動化聯盟運作辦公室榮獲中華農業機械學會頒發ISMAB 2014國際研討會之感謝狀

　　中華農業機械學會-盛中德理事長 頒發感謝狀予高效能水稻育苗自動化聯盟運作辦公室於第七屆農業機械生物機電與生物系統工程國際研討會ISMAB 2014 TAIWAN協助此會議圓滿成功。

本聯盟運作辦公室與聯盟會員廠商鴻伸公司合作研提之經濟部中小企業即時技術輔導計畫已獲核定通過

　　本聯盟運作辦公室計畫主持人邱奕志教授研提經濟部中小企業即時技術輔導計畫已獲核定通過，合作廠商為本聯盟會員廠商鴻伸機器有限公司。產學合作計畫名稱為「秧苗箱自動化堆疊系統之效能改善」，其計畫目的旨在改善受輔導廠商鴻伸機器有限公司目前主要研發秧苗箱自動化堆疊系統，可自動將播種後秧苗箱堆疊於棧板上，使播種作業達到全自動化作業目的。秧苗箱自動化堆疊系統由供箱、苗箱夾送及棧板輸送等三大單元組成，每次作業夾取四疊，每疊箱數可藉由人機介面設定為2~5箱。該系統可節省水稻育苗播種後堆疊搬運之作業人力。透過本輔導計畫之協助改善，預計秧苗箱自動化堆疊系統每小時作業能量可達3,000箱。本項開發產品預期可推廣銷售供全省水稻育苗中心使用，甚至進一步將本產品進軍東南亞市場。此系統之將可有效紓解育苗中心勞力不足的問題，並降低育苗生產成本，對提升育苗搬運自動化有莫大助益。

　　計畫之工作重點包括，秧苗箱自動疊棧機之試驗與改良、苗箱夾取穩定性之改善、秧苗箱自動疊棧機之人機介面控制系統之設計、規劃與試驗、疊棧機自動取箱系統之試驗與改良、輸送滾筒之耐久性改善、進行疊棧機之性能評估、分析與測試，加速疊棧機之推廣及實用化之腳步。

棧板排放

供箱

苗箱夾取

苗箱堆疊

完整棧板送出

堆高機搬運滿載棧板