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行政院農業委員會臺中區農業改良場

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近年研究成果

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農業機械研究方面

農業機械研究方面

 

為紓緩農業缺工與高齡化問題,並提升作業效率、生產技術與產業競爭力,研發各類省工栽培機械、農產品加工機械及節水節能設備等,進而推廣予農友應用。

一、省工栽培機械

1.芋苗種植機

芋頭種植機以50 HP曳引機承載,由2組種植機構及承苗架所組成,包含曳引機之總長度為5.24 m,轉彎半徑約2.8 m。每組種植機構分別由1人負責供苗,可於田間依序進行破土、開溝、夾放苗、鎮壓與覆土等動作,再搭配前後方之作畦與二次作畦,即為芋苗種植之作業流程;承苗架可放置約2,000株芋苗,約為0.5分地的種植量,由供苗的2位操作人員坐在種植機後端,僅需取苗供應夾苗爪夾持。附掛式芋苗種植機採3人團隊分工合作,1人駕駛、2人供苗,若每株供苗時間以3sec計,則每天可種植4.8分地,換算每人每天可提高作業效率達23.1%。該芋苗種植機創新結構獲得我國新型專利,並完成技術非專屬授權,加速推廣予芋農及機耕服務業者應用。

芋苗種植機田間作業測試   芋苗種植機示範操作觀摩會

芋苗種植機田間作業測試                       芋苗種植機示範操作觀摩會

2.番茄苗嫁接輔助機具

為開發自動化之嫁接生產機械,紓解國內嫁接產業人力老化、缺工問題,針對嫁接關鍵動作如穗砧苗斜切、嫁接夾接合及苗株置放、定位、輸送等作業項目進行試驗研製,以適用於國內蔬菜苗產業嫁接生產相關輔助機械,進而推廣應用。本年度研發「苗株夾持切接裝置」機構,並通過新型專利,為延續「番茄苗嫁接輔助機具」之自動化研發過程中,為提供穗砧苗株進行夾持、斜切、輸送、對齊等4項關鍵作業所研製之裝置,其結構簡單、操作容易,用以提升穗砧苗嫁接作業之自動化程度。同時,為導入AI人工智慧技術於農事工作之應用,引進UNIVERSAL ROBOT UR5機械手臂夾取苗株,並進行斜切及嫁接接合等先期研究工作,初步測試結果顯示,單株作業時間30~60sec,惟其受限苗株規格差異大、不整齊等因素,使作業效率尚未符合所需,將持續修改研製機械手臂全日操作模式,以提升嫁接作業效率。

在研發成果推廣及參展效益上,「嫁接輔助機具」新型專利參加經濟部智慧財產局107年國家發明創作獎,榮獲創作獎金牌殊榮;嫁接研發成果參加2018桃園農業博覽會-臺灣創新農機館展示活動,包括蔡英文總統、行政院賴清德院長、外交使節等貴賓在內,參訪人次達20萬以上,皆給予正面肯定與嘉勉;另參加2018國際農業機械暨資材展,亦獲得諸多好評與高詢問度。透過各項展覽宣傳與推廣,目前國內蔬菜育苗業者已有使用2台,南向國家則有買家透過在台辦事處洽詢中。

番茄苗嫁接輔助機具

番茄苗嫁接輔助機具

 

3.輸送帶嫁接輔助機具

研發具有輸送帶及分站作業臺之「輸送帶嫁接輔助機具」。操作嫁接機所需人力數4名,嫁接成功率97%、存活率92%,分工作業下之單株平均嫁接時間3.4株/sec,嫁接效率1,06株/hr,5min53sec可完成1盤嫁接苗,解決國內嫁接產業人力老化、缺工問題。成果已獲得「輸送帶嫁接輔助機具」(證號M585478)。

輸送帶嫁接輔助機具

輸送帶嫁接輔助機具

 

4.電動自走式升降作業機

採直流馬達與電瓶為行走動力,油壓裝置驅動工作台升降,舉升高度約 80 cm ,載重量達 200 kg 以上,作業效率較人工快 3 倍,每次電甁充飽電可使用 2-4 天。可供設施棚架式高莖作物登高採收、管理與搬運作業應用。目前累計推廣約 220 台,創造產值達 2,000 萬元。本項成果於 2016 年完成客製化調整之技術移轉。

電動自走式升降作業機

電動自走式升降作業機

 

5.果園乘坐式施肥機

乘坐式操作,具四輪傳動、四輪轉向之行走底盤,採離心轉盤撒施有機肥料於果樹冠下,可選擇單側或雙側作業,施肥量、方向、角度具調整功能,作業效率較人工快約 5 倍,相當於省工 80% ,可供果園施肥管理與省工作業應用。本項成果於 2016 年完成技術移轉。

果園乘坐式施肥機

果園乘坐式施肥機

 

6.手推式施肥機

省工、無動力與廢氣污染,粒狀及粉狀有機肥料皆可適用。操作把手可高低調整及變換位置,以因應推或拉 2 種作業模式;肥料斗一次裝載 30~35 kg ,撒施量具 3 段選擇,施肥效率約為人工 3 倍;另設有撒肥離合器、轉向差速等數項創新結構與功能,可供操作者多樣化調整。本項成果於 2016 年完成技術移轉。

手推式施肥機

手推式施肥機

 

7.電動三輪自走式噴霧機

操作者乘坐駕駛之噴霧機具,藥桶容量 150 l ,行走速率 0.5~6.0km/hr ,噴桿可依作物高度而調整,作業速率較人工快 3 倍以上,同時減少病蟲害防治用藥量 25% ,並提高農業生產的效能與農產品的安全性,可提升噴霧管理效能。本項成果於 2012 年完成技術移轉。

電動三輪自走式噴霧機

電動三輪自走式噴霧機

 

二、農產品加工機械

1.蕎麥離心式脫殼機

蕎麥離心式脫殼機可使蕎麥機械化脫殼較不易碎裂,並可有效分離粒、粉、殼,使粉、殼均能循環加值利用。該機械取得2項專利技術:「脫殼機離心盤體結構改良」M512441號及「穀物去殼篩選機結構」M537940號,其脫殼效率60~100kg/hr、夾雜率5%、脫殼率45%,已完成技術移轉非專屬授權。

蕎麥離心式脫殼機(小轉盤式)                              蕎麥離心式脫殼機(大轉盤式)

蕎麥離心式脫殼機(小轉盤式)                       蕎麥離心式脫殼機(大轉盤式)

2.穀物多層振動分級機

穀物分級範圍區間與其顆粒大小有關,分級數越多,成品越均勻、品質越佳。本機設計具 4 層篩網,成品分為 5 等級,可更換為編織或沖孔篩網應用,一機適用多種穀物,包括大豆、蕎麥、紅藜等,可提高商品價值或後續加工處理效率。本項成果於 2015 年完成技術移轉。

穀物多層振動分級機

穀物多層振動分級機

 

三、節水節能設備

1.適時灌溉驅動裝置

應用光量感測加值技術,在陰晴變化時,可有效改善傳統定時器驅動灌溉作業之設定方式,並避免晴天灌溉不足或陰雨天灌溉過量而影響作物生長,全日累積灌溉量接近作物蒸發散量,有效減少陰雨天的灌溉水量 50~80% ,並發揮省工自動操作與節水節能效益。本項成果於 2016 年完成技術移轉。

適時灌溉驅動裝置

適時灌溉驅動裝置

 

2.太陽能發電系統建置應用

建立太陽光電結合農業生產模式,設置總容量 48 kWp( 峰瓩 ) 之高架追日型太陽能發電系統,並進行太陽能板遮陰對水稻、甘藷、設施文心蘭等作物生育或產量的影響。其年發電量逾 6 萬度,創新光電科技與農業生產之加值化應用,可增加單位農地產值,拓展耕作困難地經濟來源。

太陽能發電系統建置應用

太陽能發電系統建置應用

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