2008年4月18日 星期五

4.6 Gantry System

4.6移動桁架系統

移動桁架(Gantry)系統是一個可以進行軌道型移動之橫向桁架,利用其整個桁架之移動性可以在特定範圍內進行農事生產、管理、收穫及搬運工作。這種桁架系統之開發旨在以高效率的方式,就特定田區進行精耕。一般應用於溫室、育苗場及花卉繁殖場。

移動桁架系統具有兩種型式:即自走型與軌道型。自走行桁架或稱為寬跨距車輛型,由一具輪距很大的車體組成,可以利用動力自行在園圃中循一定路線行走,兩端可為車輪或履帶。歐美以旱作為主的國家應用甚多,其優點如下:

  • 1. 減少曳引機在田間之碾壓,造成土壤的壓實問題。
  • 2. 減少對作物之損傷。
  • 3. 土壤在極為鬆軟或土壤水分過多之條件下,仍能繼續作業。
  • 4. 資材、農產品、勞動力之搬運能力大、作業寬度大,可提高作業效率。
  • 5. 適合於需要多人同時作業之工作。

軌道型桁架系統之桁架則在一定的軌道上移動,成為一種固定的設施,也利於自動化,甚至無人化之作業。其優點如下:

  • 1. 可自動行駛,作定點控制,成為機器手臂之另一種變形。
  • 2. 不論晴雨,均可作業,作業精度高。
  • 3. 其動力可利用電力或太陽能。

軌道桁架系統廣應用於國內之水稻育苗中心,擔任苗箱之進出等搬運作業,又稱為空中或高架輸送系統。


4.6.1 自走型桁架系統

以 履帶為行走裝置,由操作人控制。圖4.15所示為一台蔬菜專用之收穫桁架系統,其跨距為9m、高度0.62m,寬度1.33m全重7kN之自走型桁架系 統。其履帶長為3m,寬0.5m。整個平台成為作業場所,為配合作業,整個跨距上置有六個堆高機構及三點懸掛架。採用60kW柴油引擎為動力,其系統完全 以油壓控制。




這 種工作平台屬多功能之型式。利用其作整地用途時,可以在桁架上之 堆高機處各裝45Kw之引擎帶動迴轉式耕耘刀,進行碎土作業。至於播種、移植等作業則可將相關之機具在三點懸掛架上安裝,每次可以三行或五行同時操作,懸 掛架可以在平台上橫向移動,以涵蓋整個區域之作業。若進行病蟲害防治作業時,則可在其上安置藥箱及高壓泵,噴藥桿則沿平台之橫斷面布置,一次完成全區之作 業。收穫時則可在平台上裝設輸送帶,將收穫之農產品加以集中。

桁架之兩端各備有車輪,可以當作枕頭地橫向移動之用;當整台系統要在公路上搬運時,亦可以將兩端車輪同時放下,抬高履帶,由曳引機拖帶,其最高速度為32km/h。

4.6.2 軌道型移動桁架

日 本曾研究使用20m跨距之軌道型桁架系統,可裝中耕機具、插秧機及聯合收穫機(77Kn)。以系統係以無人化為目標,用感測器、電腦等控制行走裝置及作業 部之定位。圖3.16為其應用的例子。在單行作業行程中,可令桁架定位在該行之位置,該作業機具沿桁架方向移動,並進行作業。因此桁架的長度方向承受作業 機之阻力(圖4.17)。







國 內在水稻育苗方面則採用高架輸送機,架設於水泥軌道上,其單一跨距有25m及30m者,可以串聯成更長的桁架(圖4.18)。這種桁架以輸送育苗箱為主, 每小時達1000箱以上。其結構是將兩條平行的三角皮帶裝設於桁架上,進行苗箱縱向輸送。桁架斷面呈梯型,上部寬度為48公分,下部寬度為75公分,高度 為43公分。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。驅動輪行走於水泥砌成之軌道上,軌道寬度為30公分。由於此種搬運系統採用X-Y方向移動的原理(圖4.19),因此綠化場區塊需呈長方型或正方 型,作業時方能涵蓋整個綠化場。圖4.20為其轉彎道,可將育苗箱轉向送入高架系統,圖4.21則為育苗箱上推至貨運之輸送帶。













圖4.22 所示為桃園縣花之鄉所用之桁架搬運系統。其桁架本身除作為盆花之搬運作業外,尚作為噴灑系統。桁架上裝有滾輪及皮帶,可以作橫向運動,其跨度為25米,可 延伸為50米。其側另有一與桁架垂直之輸送帶,直接與作業室相連,其佈置有如圖2.19。與垂直輸送帶平行則有一條開放型水泥水道,進行噴水時所需之水源 則 來自水道。

桁架行走於兩相平行之軌道上,為防桁架下陷,其跨度不能超過25米,每超過25米即應增加一軌道。桁架一端附有抽水泵,可直接自水道取水。

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