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蝴蝶蘭全自動澆水機研發與測試

資料來源:行政院農業委員會臺南區農業改良場/張元聰

蝴蝶蘭是我國重要外銷花卉,企業蘭園規模動輒上萬坪,其中澆水是栽培管理工作中較耗費人工的部分,業者開發各型澆水設備以節省人力,以往自動澆水設備多採用懸吊式,此系統好處是不會妨礙底部人員操作及植床規格之影響,缺點是只能處理裝設的植床不能另外移動,對7-10天才澆水一次的蝴蝶蘭來說不符經濟考量。為此業者開發自走式澆水機,可以在植床走道移動澆水,依式樣可分單桿式及橫跨式,自走式最大的好處是可在不同植床移動澆水,整楝溫室只需購置1台,為因應不同盆徑尺寸的蘭苗,出水口均採活動蛇管,在操作時澆水機沿著植床前進,出水口在植株上方澆水,由於整排的蝴蝶蘭位置常隨著生長及管理稍有移位,需要人員跟著澆水機,手工調整萬向蛇管出水口方向在正確位置,以使澆水均勻,並人工補充澆水不足的地方,此為這類澆水機被稱為半自動的原因,不僅造成人力負擔,持續出水也會造成水資源浪費。

▲圖1.澆水是蝴蝶蘭管理較耗費人工的部份。

為減輕澆水機隨行人員的工作負擔,減少浪費水源及澆水不平均的情形,本場改良澆水機能偵測植株位置並給水的自動裝置。先在實驗室測試以感光元件攝影機找到標色點(植株)定位,傳輸訊號至微電腦控制板,去控制出水口供水在植株上方來達到目標,但因移動出水口的設計元件恐過於精密會增加成本及提高故障的風險,因此改用陣列式單向出水馬達,並在馬達旁裝設雷射掃瞄儀(單維),每4個馬達為一組,每組以控制器根據馬達旁邊雷射反射高低,依演算法判別盆花位置,再傳訊給馬達出水,意即出水口下方有植株才會出水,不需人工依植株位置調整出水方向,達到全自動性能。

▲圖2.澆水機改裝為陣列式單向出水馬達,依雷射掃瞄儀之訊號判別盆花位置,再傳訊給馬達出水。

為節省雛型機研發的時間,先以市售自走式澆水機為載具,改裝出水元件及運作方式,經測試後,定位盆花位置澆水情形良好。本雛型機於108年9月26日在農試所花卉研究中心舉辦之智慧農業蘭花產業亮點成果觀摩會介紹給產業,與會業者觀看澆水機的運作後,提供許多意見,包括出水量偏小,需再調整以增加單盆給水量,這可由改進出水量或減慢澆水機移動的速度來達到。另外出水有部份因葉片遮擋而沒有澆進介質的問題,也建議蝴蝶蘭品種很多,葉片大小不一,可針對最大宗品種V3進行操作調整,不需要適合所有的品種。這些意見將做為澆水機後續研發的方向。全自動澆水機之開發可節省澆水之人力負擔,由跟著澆水機隨時調整出水口,變成只要跟著澆水機處理臨時狀況就好,並能分神檢查蝴蝶蘭生長狀況,也能減少澆水量達到省水目標。

▲圖3.實測結果有植株才會出水,下方無植株不會出水。
▲圖4.於智慧農業蘭花產業亮點成果觀摩會介紹使用實況。

►計畫團隊:行政院農業委員會臺南區農業改良場

聯絡人:張元聰

電話:06-5912901#523

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