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農民出運啦!”鋼鐵人”發功 果物採摘效率高

資料來源:國立中山大學機械與機電工程學系

今年中秋節前,宜蘭有一位64歲的柚農因為罹癌術後無力採摘,面對大豐收的柚園,卻難以承擔粗重的農活,只能眼睜睜地看著柚子發愁,還好最後靠著上網號召民眾一起前來果園「採好採滿」,暫時解決了問題。這也突顯臺灣農村人力老化,務農工作體力負荷重的現實。現階段的果物採摘幾乎都是依靠人力,鮮少使用大型機具輔助,中山大學機械與機電工程系開發出一套果物採摘穿戴式輔具,農民一旦穿上宛如「鋼鐵力士」,具有高靈活度的省力效果,期望降低高齡農事人員在果物採摘時的體力負荷與疲勞感,進而延長採摘的工作時間。疏緩目前現行農業勞動人力不足,以及務農人員高齡化等問題。

臺灣農民種植果物多以少量多樣性為主,由於不同果物會有不同採摘動作輔助需求,本計畫已開發出三種不同動力源的穿戴式省力輔具:

一、機構式採收搬運輔具:

可提供農事人員在採收時,單臂5公斤以上的手臂輔助力,減少採收作業時,手臂來回擺動所產生的疲勞。適用於較低矮,且果實生長高度不一的果樹,像是芒果與檸檬的採收。

二、磁控式省力輔具:

使用於需要長時間將手臂維持在某一高度,進行果物採摘與套袋作業,例如木瓜的果實生長高度較高,這套輔具便可協助農事人員將手臂固定在需要支撐的高度,減少體力消耗。

三、電動式搬運輔具

具有手肘與膝蓋輔助兩種局部輔具,手肘輔助目前可提供單手肘1.5公斤的搬運抬舉力,而在膝蓋輔助力量上,單膝的曲直力量亦為1.5公斤,且具有防傾倒的回饋功能,避免因瞬間輔助力道過大,而發生穿戴人員向前傾倒的意外。對於人力老化的農村,可降低農事人員受傷的風險,像是協助老年農民搬運過程中彎腰起身的動作,並且提升在果園間行走的安全性。

經由實驗證明,穿戴果物採收省力輔具,約可減少一半的肌力使用。以芭樂套袋為例,在沒有穿戴輔具的協助下,農民必需花費6小時左右的時間,才能完成約2,500顆芭樂的套袋,在穿戴省力輔具的協助下,可有效提升工作效率及減少體力的消耗,僅需3.5小時即可完成。

臺灣尚無自行開發的果物採收省力輔具相關產品,目前市售的穿戴式輔具,皆為國外品牌,販售的價格偏高,至少新臺幣10萬元起跳。本計畫所開發的輔具生產成本約在新臺幣3萬元左右,後續的市場競爭力可期。未來鋼鐵力士輔具一旦進入農村,除可減少勞動人力需求,降低果物採收費用,還可提升果物在市場的價格競爭力。

鋼鐵力士輔具亦可吸引更多青年人口投入農業領域,採摘果物將不再是體力負荷重的勞務,且務農人口高齡化與缺工的困境,也將獲得疏緩。

  圖1、穿戴式省力輔具。圖(a)為機構式採收搬運輔具;圖(b)為電控式採摘輔具;圖(c)為電動式搬運輔具。 圖1、穿戴式省力輔具。圖(a)為機構式採收搬運輔具;圖(b)為電控式採摘輔具;圖(c)為電動式搬運輔具。
圖2、實地場域採收測試。圖(a)為木瓜園採摘實測圖;圖(b)為芒果園採摘實測採收;圖(c)為香蕉分裝場搬運實測圖。圖2、實地場域採收測試。圖(a)為木瓜園採摘實測圖;圖(b)為芒果園採摘實測採收;圖(c)為香蕉分裝場搬運實測圖。
圖3、檸檬園實地採收與量測。圖(a)為檸檬園實地採收測試;圖(b)為芭樂園實地套袋測試;圖(c)為實驗室肌電訊號實驗架設圖;圖(d)為實驗室肌電訊號量測結果;圖(e)為檸檬園肌電訊號實驗架設圖;圖(f)為檸檬園肌電訊號量測結果。圖3、檸檬園實地採收與量測。圖(a)為檸檬園實地採收測試;圖(b)為芭樂園實地套袋測試;圖(c)為實驗室肌電訊號實驗架設圖;圖(d)為實驗室肌電訊號量測結果;圖(e)為檸檬園肌電訊號實驗架設圖;圖(f)為檸檬園肌電訊號量測結果。
圖 4、鋼鐵力士省力輔具宣傳圖。圖 4、鋼鐵力士省力輔具宣傳圖。
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