用于在手工采摘甜樱桃期间监测采摘器效率的便携式称重系统.pdf
用于在手工采摘甜樱桃期间监测采摘器效率的便携式称重系统【中文5390字】
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：
编号：7397469
类型：共享资源
大小：1.17MB
格式：ZIP
上传时间：2018-01-15
上传人：闰***
认证信息
个人认证
冯**（实名认证）
河南
IP属地：河南
13
积分
- 关 键 词：
-
用于
手工
采摘
樱桃
期间
监测
效率
效力
便携式
称重
系统
中文
- 资源描述：
-
用于在手工采摘甜樱桃期间监测采摘器效率的便携式称重系统【中文5390字】,用于,手工,采摘,樱桃,期间,监测,效率,效力,便携式,称重,系统,中文
- 内容简介：
-
【中文5390字】用于在手工采摘甜樱桃期间监测采摘器效率的便携式称重系统YIANNISGAMPATZIDISMATTHEWDWHITINGBOLIUPATRICKASCHARFFRANCISJPIERCE网上发布时间2012年9月12日史普林格科学商业媒体，LLC2012摘要摘要收获成本对于果树生产者来说意义重大，然而还没有得到很好的研究。本文提出了一种测量甜樱桃（PRUNUSAVIUML）收获工作者效率的原型系统。这个称重系统包括一个与标准的商业水果箱兼容的数字称重平台和一个连接到无线电台的数据记录器。体重数据每5秒发送一次，过滤并存储到便携式计算机（数据库）中。系统功能和可靠性在五个果园与三个商业种植者合作进行评估。初步试验表明，该系统不会干扰正常的收获活动，采摘和采摘队伍的效率在果园内和果园内各不相同（例如075至287公斤/分钟），取决于他们的经验和技能（如137公斤/分技术人员，非技术人员为064公斤/分钟）。此外，不带花梗的SKEENA的平均采摘率为115KG/MIN，同样的员工在果园采摘时，平均采摘率比带茎（平均075KG/MIN）的果实高近50。关键词劳动监察收获效率收益地图ZIGBEE介绍甜樱桃（PRUNUSAVIUML）收获期间的劳力效率受果园建筑，果实产量和工人能力等因素的影响。对于甜樱桃，收获成本占年度生产成本的5060（SEAVERTETAL。2008），并且通过园艺和机械手段减少这些成本是非常有意义的。二十世纪九十年代后期开发了一种在果实果梗连接处去除果实的原型樱桃收割机，并显示出提高劳动效率的希望（PETERSONANDWOLFORD2001）。然而，总的来说，果树采摘机械收获的效率并没有在商业上实现，因为包括选择性收获，树木和水果损害以及机械成本在内的关键挑战（HOLT1999SARIGETAL。1999）。因此，几乎所有用于新鲜市场消费的特种作物都是手工采收的（SEAVERTETAL2008TSATSARELIS2003）。树高和果园架构是影响收获效率的重要因素（STRIKETAL。2003STRIKANDBULLER2002）。为了提高生产效率和生产高质量的水果，已经开发了用于甜樱桃的简化结构（行人和平面系统）的新型培训系统（WHITING等，2005SANSAVINIANDLUGLI1998）。尽管没有关于其对收获劳动效率和安全的影响的实证报告，但是利用以高树密度种植的大小控制的砧木的系统已经获得较早的果园生产力，同时仍产生优质的果实（LANG2005WHITING和SMITH2007）。WHITING（2009）介绍了一种甜樱桃的新培训系统UTOP架构，旨在通过简化修剪/培训和创建与自动化技术（例如平台）兼容的平面树形结构来提高工作人员的安全性和收获效率。机械/机械辅助收获平台，修剪平台等）。再次，这个系统没有收获效率的公开数据。有关树果实收获期劳动效率的研究是有限的。在现场获得可靠的数据对于空间变异性研究（例如精准农业）是必要的。数据监测系统将帮助农民了解和评估作物生产，并通知他们的决策过程（AMPATZIDIS2010AMPATZIDISETAL。2008）。实施特种作物产品自动监测系统的主要困难之一是从生产链的第一环节到农场大门（AMPATZIDIS和VOUGIOUKAS2009）获取相关数据。在果园获取位置数据的一个重要障碍是GPS数据通常在密集的檐篷下不可用（AMPATZIDISETAL2009HEIDMANANDROSA2005）。其他利用射频识别（RFID），GPS和条形码注册技术（AMPATZIDIS和VOUGIOUKAS2009AMPATZIDIS等2009TRIOLO等2007LEE等2010）的组合的果园中的数据收集技术，基于移动的解决方案（CUNHA等2010KUFLIK等2009LUVISI等2009MORAIS等2008）和产量监测系统（WHITNEY等1999SCHUELLER等1999SALEHI等。2000）已经被评估过。AMPATZIDIS等人（2011）描述了一个基于智能惯性测量单元和一个小型条码阅读器的果树工作者可穿戴位置记录系统，该系统建立了树木工人的位置。所有这些应用都被用于特种作物的追踪和精确管理目的，但很少有研究调查了收获期间工人的效率。作为影响甜樱桃采收效率因素综合研究的前奏，我们的研究项目开发和测试了一个原型系统，用于记录商业甜樱桃采摘期间标准果园的重量。材料和方法甜樱桃收获过程一年一度的甜樱桃收获是所有农业劳动中劳动密集程度最高的一种，因为它的树大，果树数量多。在收获过程中，劳动者沿着采摘果实的人行移动，并轻微扭动。典型的美国工人，用24根花簇的花梗摘果，将水果放入容量约712公斤的金属或塑料桶中，用肩带固定在肩上。捡拾者携带和使用高度从24米到4米的铝梯子，以获取水果。一旦水桶被装满，捡拾者将水果倾倒到一个更大的容器中（塑料耳或容器分别容纳约1360或180公斤）。如果使用的话，全部的耳环随后被倾倒到垃圾箱中，垃圾箱被拖拉机收集，装载在拖车上，并被运送到当地的包装棚中进行分类，清洁和包装。称重和数据收集系统该系统由安装在标准MACROPLASTICS樱桃收获箱（1229）上的定制钢框架上的15915M数字商业平台（型号DWP11KR，FLOORSCALE，DIGIWEIGH，CHINO，CA，USA）122903M），有利于系统的运输（图1A）。数字秤的容量为4530千克，分辨率为05千克。一个标准的收获箱被集中在规模收集水果，因为捡拾者清空他们的收获袋。数字阅读器控制平台体重秤和接收体重数据连接到一个无线广播网络连接到一个远程协调员组成的ZIGBEE无线电广播和自定义数据记录器，收集，过滤和存储数据（图1B）。无线系统每5秒自动将重量数据传输到连接到便携式计算机的远程无线电（服务器）。数据被过滤（处理和平滑）并存储到数据库。开发了三种类似的称重系统（图1），用于计算樱桃树人工采摘期间每名员工的收获率。实验设计系统功能和可靠性评估了五个商业甜樱桃园与三个种植者合作。在每一个测试日，在果园里部署两到三个系统，每个系统有一至五个种植者采摘人员。料仓称重系统使用标准甜樱桃收获箱被整合到标准收获操作中。料仓称重系统由叉车运送，并放置在采摘队附近的果园小巷中。在每个果园里，采摘人员只从两排树木（箱子两侧的那一排）收获果实。当箱子满了，他们被铲车搬走，运到中央收集区。称重系统然后沿着小巷移动，一个空的箱子放在秤上。更换垃圾箱的收获过程没有明显的延误。美国华盛顿州MOXEE附近的第一个果园是一个成熟的（20年）冰/MAZZARD果树经过树木培训后，成为一个多领导，开放式的中心建筑，每棵树上有4或5个主要的支架（图2A）。树木分别在行内和行间隔3米和5米。2010年6月25日，使用了三个垃圾桶系统，每个系统有四个工人。工资率是每箱40元。位于美国华盛顿州MOXEE附近的第二个果园，包含了7年前的“BENTON”/“GISELA6”行间隔5米，行间隔33米的树木。树木被训练成NS排列的中央领导建筑（图2B），两层近水平的果木。实验于2010年7月1日进行，使用两个称重系统（两个采样器，一个系统，另一个系统）。工资率是每箱6000美元。每个树上有5个主要立柱，其中大部分果实承受较弱的侧枝（图2C）。2010年7月2日在这个实验中使用了两个称重系统，一个有四个，另一个有五个拾取器。工资率是每箱6000美元。图1数字商业平台秤安装在一个定制的钢框架安装在一个箱子B整个系统采用ZIGBEE无线电台的数字称重秤，阅读器和数据记录器图2评估称量系统的商业甜樱桃果园MOXEE的BING，MOXEE的BBENTON，ZILLAH的CBING，ZILLAH的COWICHE和PASCO的SKEENA第四个果园位于美国华盛顿州的BUENA附近，种植了5年的COWICHE/GISELA6树，行间距为2米，行间距为3米。这些树被训练成不明飞行物体系，一个平面建筑组成的分支垂直果实木（图2D）。树木占据了他们分配空间的70左右。2010年7月5日，我们部署了两个称重系统，每个系统有四个采样器，每个垃圾箱4500。位于美国华盛顿州帕斯科（PASCO）附近的第五个果园由10年树龄的“SKEENA”/MAZZARD树木组成，树木为4M，树木为6M，在行之间（图2E）。2010年7月9日和10日，比较了在同一果园采摘同一人员采摘SKEENA有或没有花梗（即无茎）的效率。每天使用两种称重系统。最初，第一个和第二个系统的三个采摘者收集水果与花梗，然后三个采摘每系统收获水果没有花梗（无茎）。樱桃采摘的薪水为6500，无茎的4500。结果与讨论果园建筑，水果负荷等因素会直接影响果树收获的效率，但目前还没有关于树果研究的报道。为了进一步调查影响收获效率的关键因素，我们在商业甜樱桃园收获期间设计，建造并测试了一个称重系统。称重系统精确地记录了水果的重量和每个水果滴的时间，因为捡拾者将水桶直接倒入桶中（图3）。一个典型的单箱的称重/记录系统的输出在箱中显示出明显的阶梯状趋势。虽然有明显的噪音（图3A），但随着时间的推移，果实重量也随之增加。尖锐的山峰通常由捡拾者在将水果卸载到垃圾箱时靠在垃圾箱或秤上引起。这噪音在处理和平滑之后被消除（图3B）。每5秒记录一次重量数据似乎过于频繁，造成显着的噪音。在每次水果倾倒之后，在秤的稳定之后记录重量数据将是有利的。我们的数据显示，这种稳定通常在每次转储的10秒内发生。图3评估收获效率的樱桃收获箱重量随时间变化的示例。来自称重系统的原始输出和过滤（处理和平滑）后的相同数据B）我们评估了收获效率的关键属性，包括满箱时的总箱重，每拣机的平均收获率，每个垃圾箱的平均水果重量以及从果重和时间数据中提取的平均人工成本。各个采收效率元素的果园之间存在显着差异（例如表1,2）。这可能是由于几个因素，包括采摘者的能力（每个果园使用不同的人群），果园建筑，作物装载量等。我们的初步评估显示，所有果园的平均重量超过40公斤。考虑到每个果园使用相同的垃圾箱，并且表面上填充了类似的程度，这是令人惊讶的。水果的大小可能是由于这个范围的原因，因为较小的水果在垃圾桶中沉淀和包装得更好，导致垃圾桶满的时候会变得更重。果梗显然降低了箱内的产品密度，我们发现无茎果实的箱子比具有相似尺寸的果梗的箱子重约22。确定垃圾箱满时没有行业标准，由果园经理进行视觉判断。在每个果园研究中，采摘人员每个单位都得到报销，因此最大限度地减少填满箱子所需的水果数量。事实上，过度填充垃圾桶是不可取的，可能会损害水果。果园经理发现，我们的系统准确的果实重量数据有助于确定何时箱满。表12010年6月25日采摘的“BING”马扎尔果园的收获数据采摘员工BING水果重量收获率（千克/人/平均单果重果肉重量/每采摘者采摘每果果重/采摘成本/千克（KG/BIN）MIN）桶（KG）桶（KG）桶（KG）111283708091775013503209031121397107899860013503493029231419709488770014503549028241415210494335388501400028261424306694935617501450028351414210494385014003535028371383409398885013503459029采摘员工BIN水果重量KG/BIN收获率KG/PERSON/MIN单果重果每桶KG肉重量每桶KG采摘者采摘每果果重每BINKG采摘成本/千克111283708091775013503209031121397107899860013503493029231419709488770014503549028241415210494385014003538028261424306694975014503561028351414210494385014003535028371383409398885013503459029有四名捡拾者进入垃圾桶，付款率是每箱40元采摘率（公斤/采摘/分钟）也在果园内，特别是在果园间变化（表1,2）。例如，在果园1（BING/马扎德），收获率在066和104公斤/采摘者/分钟之间变化，是同一采摘队的16倍的范围，这可能是由于水果负荷的变化（即轻的作物密度导致低效率）。采摘者疲劳对收获效率的影响似乎很小，因为在一天的开始和结束时，利率是相似的。我们假设果园内收获率的变化主要是由于果实负荷和树大小的差异。果园之间的变化可能是由于采摘技巧，果实负载和冠层结构。我们观察到，具有优良梯子摆放技能的采摘员在同一果园以137公斤/分钟的速度采摘果实，两名技术水平较低的熟练工以064公斤/分钟采摘水果（BENTON/GISELA6，2ND果园）。我们目前的收获效率研究部署了一个稳定的收获人员来消除这个变量。在整个果园中，我们记录了采摘机效率为075287公斤/采摘机/分钟的范围（表2）。“COWICHE”果园的高采摘率并不令人惊讶这个果园被训练成行人（即大部分可从地下进入的水果）和平面建筑。这个果园的产量不是特别高，估计在约。9吨/公顷，但水果非常容易获得，不需要梯子。采摘效率低的果园（果园1,2和5）虽然结构有很大的不同，但树大小相似。在每个这些果园采摘者携带34米梯子进入水果，这个阶梯时间降低了效率。表2所有实验的收获数据（平均值SD）果园品种每箱收获果数果实重量（KG/箱）采收率（KG/人/分）平均单果重/果肉单果重/公斤/公斤系统桶（KG）桶（KG）1STBING74，4，413950494088014946038600145034781240290012NDBENTON72,1132006600890409701025501350884535320360203RDBING84，5154007491940281265406550155035523600370154THCOWICHE94，4142006692870641208132600140035476420260165SKEENA104，315150421075016102805850014504437737043001无茎5号SKEENA103，318500665115014127513060015005686555027007有趣的是，无茎SKEENA樱桃的平均采摘率为115KG/MIN，在同一果园采摘时，平均采摘率高于有茎（平均值为075KG/MIN）的果实的50。这可能是由于在没有树干的情况下将花梗留在没有树干的果实上时，采摘动作更快。有兴趣开发甜樱桃收获机械解决方案（WHITING和SMITH2007），这个结果表明，种植者可以通过收获适当的品种（即容易从花梗中脱落的品种）无需干的茎而提高收获效率和收益性机械辅助。无茎樱桃的收获速度加快，与采用茎的果实相比，每公斤采摘成本降低约016美元。结论对于树木作物来说，收获一般是最昂贵的过程，在一些情况下占所有费用的一半。准确的数据，如果园设计和作物负荷等关键变量的作用将提高种植者的预算和通知新的果园系统发展的能力。我们在这里介绍的系统对研究商业采摘人员在甜樱桃园的采收效率是有用的。收获效率指标在果园内部和果园之间存在显着的变化，我们认为这是果树负荷，树木结构和地形，以及采摘技巧。果园品种每箱收获每个称重的采样器数量果实重量KG/BIN采收率KG/PERSON/MIN平均单果重果肉单果重水果收获每拾取器KG采摘成本1BING74,4,413950494088014946038600145034781240290012BENTON72,1132006600890409701025501350884535320360203BING84,5154007491940281265406550155035523600370154COWICHE94,4142006692870641208132600140035476420260165SKEENA104,3151504210750161028058500145044377370430015SKEENA无茎103,318500665115014127513060015005686555027007致谢本研究得到了美国华盛顿州立大学农业研究中心联邦配方基金的支持，项目编号为WNP0745，编号为WNP0728，编号为WNP0420，由美国农业部国家农业研究所，美国农业部特种作物研究计划华盛顿州立大学精确与自动化农业系统中心200902559。本出版物中所表达的任何观点，发现，结论或建议均为作者的观点，并不一定反映美国农业部的观点。13PRECISIONAGRIC201314162171DOI101007/S1111901292843PORTABLEWEIGHINGSYSTEMFORMONITORINGPICKEREFFICIENCYDURINGMANUALHARVESTOFSWEETCHERRYYIANNISGAMPATZIDISMATTHEWDWHITINGBOLIUPATRICKASCHARFFRANCISJPIERCEPUBLISHEDONLINE12SEPTEMBER2012。SPRINGERSCIENCEBUSINESSMEDIA,LLC2012ABSTRACTHARVESTCOSTSARESIGNIFICANTFORTREEFRUITPRODUCERSAND,YET,NOTWELLSTUDIEDINTHISPAPERAPROTOTYPESYSTEMFORMEASURINGHARVESTWORKEREFFICIENCYINSWEETCHERRYPRUNUSAVIUMLISPRESENTEDTHISWEIGHINGSYSTEMCONSISTSOFADIGITALWEIGHINGPLATFORMCOMPATIBLEWITHSTANDARDCOMMERCIALFRUITBINSANDADATALOGGERINTERFACEDTOAWIRELESSRADIOWEIGHTDATAWERETRANSMITTEDEVERY5S,FILTEREDANDSTOREDTOALAPTOPCOMPUTERDATABASESYSTEMFUNCTIONALITYANDRELIABILITYWEREEVALUATEDINFIVEORCHARDSINCOOPERATIONWITHTHREECOMMERCIALGROWERSPRELIMINARYTESTSSHOWEDTHATTHESYSTEMDIDNOTINTERFEREWITHNORMALHARVESTACTIVITIESANDTHATTHEEFFICIENCYOFPICKERSANDPICKINGTEAMSVARIEDWITHINANDACROSSORCHARDBLOCKS,EG075TO287KG/MIN,DEPENDINGONTHEIREXPERIENCEANDSKILLSEG137KG/MINFORSKILLEDWORKERSVS064KG/MINFORUNSKILLEDFURTHER,THEMEANPICKINGRATEOFSKEENAWITHOUTPEDICELSSTEMFREEWAS115KG/MIN,ALMOST50GREATERTHANFRUITWITHSTEMSMEAN075KG/MINWHENPICKEDBYTHESAMECREWANDORCHARDKEYWORDSLABORMONITORINGHARVESTEFFICIENCYYIELDMAPZIGBEEINTRODUCTIONTHEEFFICIENCYOFLABORDURINGSWEETCHERRYPRUNUSAVIUMLHARVESTISAFFECTEDBYMANYFACTORSINCLUDINGORCHARDARCHITECTURE,FRUITYIELDANDCAPABILITYOFTHEWORKER,AMONGOTHERSFORSWEETCHERRY,HARVESTCOSTSACCOUNTFOR5060OFANNUALPRODUCTIONCOSTSSEAVERTETAL2008ANDTHEREISGREATINTERESTTOREDUCETHESEVIAHORTICULTURALAND/ORMECHANICALMEANSAPROTOTYPECHERRYHARVESTERTHATREMOVESFRUITATTHEFRUITPEDICELYGAMPATZIDISSARIGETAL1999HENCE,ALMOSTALLSPECIALTYCROPSFORFRESHMARKETCONSUMPTIONAREHARVESTEDMANUALLYSEAVERTETAL2008TSATSARELIS2003TREESTATUREANDORCHARDARCHITECTUREAREIMPORTANTFACTORSAFFECTINGHARVESTEFFICIENCYSTRIKETAL2003STRIKANDBULLER2002NEWTRAININGSYSTEMS,WITHSIMPLIFIEDARCHITECTUREPEDESTRIANANDPLANARSYSTEMS,FORSWEETCHERRYHAVEBEENDEVELOPEDWITHTHEGOALSOFIMPROVINGPRODUCTIONEFFICIENCYANDPRODUCINGHIGHQUALITYFRUITWHITINGETAL2005SANSAVINIANDLUGLI1998SYSTEMSTHATUTILIZEDSIZECONTROLLINGROOTSTOCKSPLANTEDATHIGHTREEDENSITYHAVEACHIEVEDEARLIERORCHARDPRODUCTIVITYWHILESTILLYIELDINGGOODQUALITYFRUITLANG2005WHITINGANDSMITH2007THOUGHTHEREARENOEMPIRICALREPORTSONTHEIRIMPACTONHARVESTLABOREFFICIENCYANDSAFETYWHITING2009INTRODUCEDANEWTRAININGSYSTEMFORSWEETCHERRY,THEUPRIGHTFRUITINGOFFSHOOTSUFOARCHITECTURE,INTENDEDTOIMPROVEWORKERSAFETYANDHARVESTEFFICIENCYBYSIMPLIFYINGPRUNING/TRAININGANDCREATINGAPLANARTREEFORMCOMPATIBLEWITHAUTOMATIONTECHNOLOGIESSUCHASPLATFORMSEGMECHANICAL/MECHANICALASSISTHARVESTPLATFORMS,PRUNINGPLATFORMS,ETCAGAIN,THEREARENOPUBLISHEDDATAONHARVESTEFFICIENCYFORTHISSYSTEMSTUDIESOFLABOREFFICIENCYDURINGHARVESTOFTREEFRUITCROPSARELIMITEDACQUIRINGRELIABLEDATAINTHEFIELDISNECESSARYFORSPATIALVARIABILITYSTUDIESEGPRECISIONAGRICULTUREDATAMONITORINGSYSTEMSWOULDHELPFARMERSUNDERSTANDANDEVALUATECROPPRODUCTION,ANDINFORMTHEIRDECISIONMAKINGPROCESSAMPATZIDIS2010AMPATZIDISETAL2008ONEOFTHEMAINDIFFICULTIESWHENIMPLEMENTINGANAUTOMATICMONITORINGSYSTEMFORSPECIALTYCROPPRODUCTSISTHEACQUISITIONOFRELEVANTDATAFROMTHEFIRSTLINKOFTHEPRODUCTIONCHAINTOTHEFARMGATEAMPATZIDISANDVOUGIOUKAS2009ASIGNIFICANTROADBLOCKTOACQUIRINGPOSITIONDATAINORCHARDSISTHATGPSDATAARETYPICALLYUNAVAILABLEUNDERDENSECANOPIESAMPATZIDISETAL2009HEIDMANANDROSA2005OTHERTECHNIQUESFORDATACOLLECTIONINTHEORCHARDS,WHICHUTILIZECOMBINATIONSOFRADIOFREQUENCYIDENTIFICATIONRFID,GPSANDBARCODEREGISTRATIONTECHNOLOGIESAMPATZIDISANDVOUGIOUKAS2009AMPATZIDISETAL2009TRIOLOETAL2007LEEETAL2010,MOBILEBASEDSOLUTIONSCUNHAETAL2010KUFLIKETAL2009LUVISIETAL2009MORAISETAL2008ANDYIELDMONITORINGSYSTEMSWHITNEYETAL1999SCHUELLERETAL1999SALEHIETAL2000HAVEBEENEVALUATEDINTHEPASTAMPATZIDISETAL2011DESCRIBEDAWEARABLEPOSITIONRECORDINGSYSTEMFORORCHARDWORKERS,BASEDONASMARTINERTIALMEASUREMENTUNITANDASMALLBARCODEREADERTHATESTABLISHEDWORKERSPOSITIONINRELATIONTOTREESALLOFTHESEAPPLICATIONSHAVEBEENUSEDFORTRACEABILITYANDPRECISIONMANAGEMENTPURPOSESINSPECIALTYCROPS,YETLITTLERESEARCHHASINVESTIGATEDWORKEREFFICIENCYDURINGHARVESTASAPRELUDETOCOMPREHENSIVESTUDYOFFACTORSAFFECTINGHARVESTEFFICIENCYINSWEETCHERRY,OURRESEARCHPROGRAMDEVELOPEDANDTESTEDAPROTOTYPESYSTEMFORRECORDINGTHEWEIGHTOFSTANDARDORCHARDBINSDURINGHARVESTINCOMMERCIALSWEETCHERRYORCHARDSMATERIALSANDMETHODSSWEETCHERRYHARVESTPROCESSTHEANNUALSWEETCHERRYHARVESTISONEOFTHEMOSTLABORINTENSIVEOFALLAGRICULTURALENDEAVORSDUETOLARGETREESIZEANDHIGHNUMBEROFFRUITPERTREEDURINGTHEHARVESTING13164PRECISIONAGRIC201314162171PROCEDURE,LABORERSMOVEALONGROWSPICKINGFRUITMANUALLYWITHASLIGHTTWISTINGSNAPPINGMOTIONTYPICALLYUSLABORERS,PICKFRUITBYTHEPEDICELINCLUSTERSOF24,ANDPLACEFRUITINTOAMETALORPLASTICBUCKETWITHACAPACITYOFABOUT712KG,SECUREDOVERTHEIRSHOULDERSWITHSTRAPSTHEPICKERSCARRYANDUSEALUMINUMLADDERSRANGINGINHEIGHTFROM24TO4MTOACCESSFRUITONCETHEBUCKETISFILLED,PICKERSDUMPFRUITINTOALARGERRECEPTACLEEITHERAPLASTICLUGORBINDESIGNEDTOHOLDCA1360OR180KG,RESPECTIVELYIFUSED,FULLLUGSAREDUMPEDSUBSEQUENTLYINTOBINSANDBINSARECOLLECTEDBYTRACTOR,LOADEDONATRAILER,ANDDELIVEREDTOALOCALPACKINGSHEDFORSORTING,CLEANINGANDPACKAGINGWEIGHINGANDDATACOLLECTIONSYSTEMTHESYSTEMCONSISTSOFADIGITALCOMMERCIAL15915MPLATFORMSCALEMODELDWP11KR,FLOORSCALE,DIGIWEIGH,CHINO,CA,USAMOUNTEDONACUSTOMSTEELFRAMETHATWASFITTEDINTOASTANDARDMACROPLASTICSCHERRYHARVESTBIN1229122903MTHATFACILITATEDTRANSPORTOFTHESYSTEMFIG1ATHEDIGITALSCALEHADACAPACITYOF4530KGWITHARESOLUTIONOF05KGASTANDARDHARVESTBINWASCENTEREDONTHESCALETOCOLLECTFRUITASPICKERSEMPTIEDTHEIRHARVESTBAGSTHEDIGITALINTERROGATORCONTROLLINGTHEPLATFORMSCALESANDRECEIVINGWEIGHTDATAWASINTERFACEDTOAWIRELESSRADIONETWORKEDTOAREMOTECOORDINATORCONSISTINGOFAZIGBEEWIRELESSRADIOANDACUSTOMDATALOGGERTHATCOLLECTED,FILTEREDANDSTOREDTHEDATAFIG1BTHEWIRELESSSYSTEMAUTOMATICALLYTRANSMITTEDWEIGHTDATAEVERY5STOAREMOTERADIOSERVERCONNECTEDTOALAPTOPCOMPUTERPROGRAMWASDEVELOPEDINCTHEDATAWEREFILTEREDPROCESSINGANDSMOOTHINGANDSTOREDTOADATABASETHREESIMILARWEIGHINGSYSTEMSFIG1WEREDEVELOPEDANDUSEDTOCALCULATETHEHARVESTRATEPERCREWDURINGMANUALHARVESTOFCHERRYTREESEXPERIMENTALDESIGNSYSTEMFUNCTIONALITYANDRELIABILITYWEREEVALUATEDINFIVECOMMERCIALSWEETCHERRYORCHARDSINCOOPERATIONWITHTHREEGROWERSONEACHTESTDAY,TWOORTHREESYSTEMSWEREDEPLOYEDINTHEORCHARDWITHONETOFIVEOFTHEGROWERSPICKINGCREWPERSYSTEMTHEBINWEIGHINGSYSTEMSWEREINTEGRATEDINTOTHESTANDARDHARVESTOPERATIONUSINGSTANDARDSWEETCHERRYHARVESTBINSTHEBINWEIGHINGSYSTEMSWERETRANSPORTEDBYFORKLIFTANDPLACEDINTHEORCHARDALLEYWAYSNEARPICKINGCREWSINEVERYORCHARDTHEPICKINGCREWSHARVESTEDFRUITFROMONLYTWOROWSOFTREESTHOSEONEITHERSIDEOFTHEBINWHENTHEBINSWEREFULLTHEYWEREREMOVEDBYFORKLIFTANDTRANSPORTEDTOACENTRALCOLLECTIONAREATHEWEIGHINGSYSTEMWASTHENMOVEDALONGTHEALLEYWAYANDANEMPTYBINWASPLACEDONTHESCALETHEREWERENOAPPARENTDELAYSTOTHEHARVESTPROCESSDURINGTHEREPLACEMENTOFBINSTHEFIRSTORCHARDNEARMOXEE,WA,USA,WASAMATURE20YEARBING/MAZZARDORCHARDWITHTREESTRAINEDTOAMULTIPLELEADER,OPENCENTERARCHITECTURECOMPRISEDOF4OR5MAINSCAFFOLDSPERTREEFIG2ATREESWERESPACED3AND5MWITHINANDBETWEENROWS,RESPECTIVELYON25JUNE,2010THREEBINSCALESYSTEMSWEREUSEDANDTHEREWEREFOURWORKERSPERSYSTEMTHEPAYRATEWAS40PERBINTHESECONDORCHARDNEARMOXEE,WA,USA,CONTAINED7YEAROLDBENTON/GISELA6TREESTHATWERESPACED5MBETWEENROWSAND33MWITHINAROWTHETREESWERETRAINEDINNSROWSTOACENTRALLEADERARCHITECTUREFIG2BWITHTWOTIERSOFNEARHORIZONTALFRUITINGWOODTHEEXPERIMENTSWERECONDUCTEDON1JULY,2010,USINGTWOWEIGHINGSYSTEMSTWOPICKERSFORONESYSTEMANDONEFORANOTHERTHEPAYRATEWAS6000PERBINTHETHIRDORCHARD,INZILLAH,WA,USA,WASCOMPRISEDOF40YEAROLDBING/MAZZARDTREESPLANTEDAT696MANDTRAINEDTOAMULTIPLELEADER,OPENCENTERARCHITECTUREWITH4OR13PRECISIONAGRIC201314162171165FIG1ADIGITALCOMMERCIALPLATFORMSCALEMOUNTEDONACUSTOMSTEELFRAMEFITTEDINTOABINBTHEWHOLESYSTEMDIGITALWEIGHINGSCALE,INTERROGATORANDDATALOGGERWITHZIGBEEWIRELESSRADIO5MAINUPRIGHTSPERTREEBEARINGWEAKERLATERALSHOOTSWHEREMOSTOFTHEFRUITWASBORNEFIG2CTWOWEIGHINGSYSTEMSWEREUSEDINTHISEXPERIMENTON2JULY2010,ONEWITHFOURANDTHEOTHERWITHFIVEPICKERSTHEPAYRATEWAS6000PERBINTHEFOURTHORCHARDWASLOCATEDNEARBUENA,WA,USA,WITH5YEAROLDCOWICHE/GISELA6TREESPLANTEDATANINTERROWSPACINGOF2MANDINTRAROWSPACINGOF3MTHETREESWERETRAINEDTOTHEUFOSYSTEM,APLANARARCHITECTURECOMPRISEDOFUNBRANCHEDVERTICALFRUITINGWOODFIG2DTREESHADFILLEDABOUT70OFTHEIRALLOTTEDSPACEWEDEPLOYEDTWOWEIGHINGSYSTEMSWITHFOURPICKERSEACHON5JULY,2010THEPAYRATEWAS4500PERBINTHEFIFTHORCHARDLOCATEDNEARPASCO,WA,USA,WASCOMPRISEDOF10YEAROLDSKEENA/MAZZARDTREESTRAINEDTOAYTRELLISEDARCHITECTUREWITH4MBETWEENTREESAND6M13166PRECISIONAGRIC201314162171FIG2COMMERCIALSWEETCHERRYORCHARDSINWHICHTHEWEIGHINGSYSTEMWASEVALUATEDABINGATMOXEE,BBENTONATMOXEE,CBINGATZILLAH,DCOWICHEATZILLAHANDESKEENAATPASCOBETWEENROWSFIG2ETHEEFFICIENCYOFHARVESTINGSKEENAWITHORWITHOUTPEDICELSIESTEMFREE,WHENPICKEDBYTHESAMECREWINTHESAMEORCHARD,WASCOMPAREDON9AND10JULY,2010TWOWEIGHINGSYSTEMSWEREUSEDEACHDAYINITIALLY,FOURPICKERSFORTHEFIRSTANDTHREEFORTHESECONDSYSTEMCOLLECTEDFRUITWITHPEDICELSANDTHENTHREEPICKERSPERSYSTEMHARVESTEDTHEFRUITWITHOUTPEDICELSSTEMFREETHEPAYRATEWAS6500FORCHERRIESPICKEDWITHSTEMSAND4500WITHOUTSTEMSRESULTSANDDISCUSSIONITISINTUITIVETHATORCHARDARCHITECTURE,FRUITLOAD,ANDOTHERFACTORSWILLAFFECTTHEEFFICIENCYOFTHEHARVESTPROCESSYETTHEREARENOREPORTSSTUDYINGTHESEFORTREEFRUITASAPRELUDETO13PRECISIONAGRIC201314162171167FIG3EXAMPLEOFACHERRYHARVESTBINWEIGHTOVERTIMETOASSESSHARVESTEFFICIENCYARAWOUTPUTFROMTHEWEIGHINGSYSTEMANDBTHESAMEDATAAFTERFILTERINGPROCESSINGANDSMOOTHINGFURTHERINVESTIGATIONSINTOKEYFACTORSAFFECTINGHARVESTEFFICIENCY,WEDESIGNED,BUILT,ANDTESTEDAWEIGHINGSYSTEMDURINGHARVESTINCOMMERCIALSWEETCHERRYORCHARDSTHEWEIGHINGSYSTEMACCURATELYRECORDEDTHEWEIGHTOFFRUITANDTIMINGOFEVERYFRUITDROPASPICKERSEMPTIEDTHEIRBUCKETSDIRECTLYINTOBINSFIG3THEOUTPUTFROMTHEWEIGHING/RECORDINGSYSTEMOFATYPICALSINGLEBINSHOWSACLEARSTEPLIKETRENDINBINFRUITWEIGHTOVERTIME,THOUGHTHEREWASOBVIOUSNOISEFIG3ATHESHARPPEAKSWERECAUSEDGENERALLYBYTHEPICKERLEANINGONTHEBINORSCALEWHENUNLOADINGFRUITTOTHEBINTHISNOISEWASELIMINATEDAFTERPROCESSINGANDSMOOTHINGFIG3BRECORDINGWEIGHTDATAEVERY5SAPPEARSTOBETOOFREQUENT,CAUSINGSIGNIFICANTNOISEITWOULDBEADVANTAGEOUSTORECORDWEIGHTDATAAFTERSTABILIZATIONOFTHESCALEFOLLOWINGEVERYDUMPOFFRUITOURDATASHOWTHATTHISSTABILIZATIONOCCURSGENERALLYWITHIN10SOFEVERYDUMPWEASSESSEDKEYATTRIBUTESOFHARVESTEFFICIENCYINCLUDINGTOTALBINWEIGHTWHENFULL,AVERAGEHARVESTRATEPERPICKER,MEANWEIGHTOFFRUITFROMEVERYDUMPINTOTHEBIN,ANDTHE13168PRECISIONAGRIC201314162171TABLE1HARVESTDATAFORABING/MAZZARDORCHARDPICKEDON25JUNE,2010PICKINGCREWBINFRUITWEIGHTHARVESTRATEKG/PERSON/MEANFRUITWEIGHTPERRANGEINFRUITWEIGHTPERFRUITHARVESTEDPERPICKERPERPICKINGCOST/KGKG/BINMINBUCKETKGBUCKETKGBINKG111283708091775013503209031121397107899860013503493029231419709488770014503549028241415210494385014003538028261424306694975014503561028351414210494385014003535028371383409398885013503459029THEREWEREFOURPICKERSPICKINGINTOTHEBINANDTHEPAYRATEWAS40PERBINAVERAGELABORCOSTFORPICKINGFROMFRUITWEIGHTANDTIMEDATATHEREWASSIGNIFICANTVARIABILITYAMONGORCHARDSFOREACHELEMENTOFHARVESTEFFICIENCYEGTABLES1,2THISMAYBEATTRIBUTEDTOSEVERALFACTORSINCLUDINGTHEPICKERSABILITIESDIFFERENTCREWSWEREUSEDATEACHORCHARD,ORCHARDARCHITECTURE,CROPLOAD,ETCOURPRELIMINARYEVALUATIONSSHOWARANGEINAVERAGEBINWEIGHTOFMORETHAN40KGACROSSALLORCHARDSTHISWASSURPRISINGCONSIDERINGEACHORCHARDUSEDTHESAMEBINSANDOSTENSIBLYFILLEDTHEMTOASIMILARDEGREEFRUITSIZEMAYHAVECONTRIBUTEDTOTHISRANGESINCESMALLERFRUITSETTLEANDPACKBETTERINTHEBINS,LEADINGTOHEAVIERBINSWHENFULLFRUITPEDICELSCLEARLYREDUCEPRODUCTDENSITYWITHINBINSWEFOUNDTHATBINSOFSTEMFREEFRUITWEREABOUT22HEAVIERTHANBINSWITHSTEMMEDFRUITOFSIMILARSIZETHEREISNOINDUSTRYSTANDARDFORDETERMININGWHENBINSAREFULL,ITISJUDGEDVISUALLYBYTHEORCHARDMANAGERINEVERYORCHARDSTUDIED,THEPICKINGCREWWASREIMBURSEDPERBINSOITWASINTHEIRBESTINTERESTTOMINIMIZETHEQUANTITYOFFRUITNEEDEDTOFILLTHEBININFACT,OVERFILLINGBINSISUNDESIRABLEANDLIKELYWOULDDAMAGEFRUITORCHARDMANAGERSFOUNDTHEACCURATEFRUITWEIGHTDATAFROMOURSYSTEMUSEFULFORDETERMININGWHENBINSWEREFULLPICKINGRATEKG/PICKER/MINALSOVARIEDWITHINANDPARTICULARLY,ACROSSORCHARDSTABLES1,2FOREXAMPLE,WITHINORCHARD1BING/MAZZARD,HARVESTRATEVARIEDBETWEEN066AND104KG/PICKER/MIN,A16FOLDRANGEFROMTHESAMEPICKINGCREW,THATISLIKELYDUETOVARIABILITYINFRUITLOADIELIGHTCROPDENSITYCAUSINGLOWEFFICIENCYTHEREAPPEAREDTOBELITTLEROLEOFPICKERFATIGUEONHARVESTEFFICIENCYBECAUSERATESATTHEBEGINNINGANDENDOFTHEDAYWERESIMILARWEHYPOTHESIZETHATVARIABILITYINHARVESTRATEWITHINANORCHARDWASDUEPRIMARILYTODIFFERENCESINFRUITLOADANDTREESIZETHEVARIABILITYAMONGORCHARDSISLIKELYDUETOPICKERSKILL,FRUITLOADANDCANOPYARCHITECTUREWEOBSERVEDTHATAPICKERWITHEXCELLENTLADDERPLACEMENTSKILLSPICKEDFRUITAT137KG/MININTHESAMEORCHARDTHATTWOLESSSKILLEDWORKERSPICKEDFRUITAT064KG/MIN,BENTON/GISELA6,2NDORCHARDOURCURRENTSTUDIESOFHARVESTEFFICIENCYDEPLOYACONSISTENTHARVESTCREWTOELIMINATETHISVARIABLEACROSSORCHARDS,WEDOCUMENTEDARANGEINPICKEREFFICIENCYOF075287KG/PICKER/MINTABLE2THEHIGHPICKINGRATESINTHECOWICHEORCHARDWERENOTSURPRISINGTHISORCHARDWASTRAINEDTOAPEDESTRIANIEMOSTFRUITACCESSIBLEFROMTHEGROUNDANDPLANARARCHITECTUREYIELDWASNOTPARTICULARLYHIGHINTHISORCHARD,ESTIMATEDATCA9TONS/HECTARE,BUTTHEFRUITWASHIGHLYACCESSIBLEANDNOLADDERSWEREREQUIREDTHEORCHARDSWITHLOWPICKINGEFFICIENCYORCHARDS1,2AND5WERESIMILARBYHAVINGLARGETREESIZETHOUGHARCHITECTUREWASVERYDIFFERENTINEACHOFTHESEORCHARDSPICKERSCARRIED34MLADDERSTOACCESSFRUITANDTHISLADDERTIMEREDUCEDEFFICIENCYTABLE2HARVESTDATAMEANSDFORALLTHEEXPERIMENTSORCHARDCULTIVARBINSHARVESTEDPICKERSNUMBERPERWEIGHINGFRUITWEIGHTKG/BINHARVESTRATEKG/PERSON/MINMEANFRUITWEIGHTPERRANGEINFRUITWEIGHTPERFRUITHARVESTEDPERPICKERKGPICKINGCOST/KGSYSTEMBUCKETKGBUCKETKG1STBING74,4,413950494088014946038600145034781240290012NDBENTON72,1132006600890409701025501350884535320360203RDBING84,5154007491940281265406550155035523600370154THCOWICHE94,4142006692870641208132600140035476420260165THSKEENA104,3151504210750161028058500145044377370430015THSKEENAWITHOUTSTEM103,318500665115014127513060015005686555027007PRECISIONAGRIC2013141621711691313170PRECISIONAGRIC201314162171INTERESTINGLYTHEMEANPICKINGRATEFORSTEMFREESKEENACHERRIESWAS115KG/MIN,MORETHAN50GREATERTHANFRUITWITHSTEMSMEAN075KG/MINWHENPICKEDBYTHESAMECREWINTHESAMEORCHARDTHISMAYBEATTRIBUTEDTOTHEFASTERPICKINGMOTIONWHENTHEPEDICELSREMAINONTHETREESTEMFREEFRUITAREPULLEDOFFTHEPEDICELSWITHOUTREGARDFORTHESTEMTHEREISINTERESTINDEVELOPINGMECHANICALSOLUTIONSTOSWEETCHERRYHARVESTWHITINGANDSMITH2007ANDTHISRESULTSUGGESTSTHATGROWERSCOULDIMPROVEHARVESTEFFICIENCYANDPROFITABILITYBYHARVESTINGAPPROPRIATECULTIVARSIETHOSEWITHEASEOFABSCISSIONFROMTHEPEDICELSTEMFREEWITHOUTNEEDFORMECHANICALASSISTTHEINCREASEDSPEEDOFHARVESTOFSTEMFREECHERRIESREDUCEDTHECOSTSOFPICKINGBYABOUT016PERKGCOMPAREDWITHFRUITWITHSTEMSCONCLUSIONFORTREEFRUITCROPS,HARVESTISGENERALLYTHEMOSTEXPENSIVEPROCESS,ACCOUNTINGFORHALFOFALLEXPENSESINSOMECASESACCURATEDATAONTHEROLEOFKEYVARIABLESSUCHASORCHARDDESIGNANDCROPLOAD,AMONGOTHERS,WOULDIMPROVETHEABILITYOFGROWERSTOBUDGETANDINFORMNEWORCHARDSYSTEMDEVELOPMENTSTHESYSTEMWEPRESENTHEREINWASUSEFULFORSTUDYINGHARVESTEFFICIENCYOFCOMMERCIALPICKINGCREWSINSWEETCHERRYORCHARDSTHEREWASSIGNIFICANTVARIABILITYINHARVESTEFFICIENCYMETRICSWITHINANDAMONGORCHARDSTHATWEATTRIBUTETOFRUITLOAD,TREEARCHITECTUREANDSTATURE,ASWELLASPICKERSKILLACKNOWLEDGMENTSTHISRESEARCHWASSUPPORTEDINPARTBYWASHINGTONSTATEUNIVERSITYAGRICULTURALRESEARCHCENTERFEDERALFORMULAFUNDS,PROJECTNOWNP0745,NOWNP0728ANDNOWNP0420RECEIVEDFROMTHEUSDEPARTMENTOFAGRICULTURENATIONALINSTITUTESFORFOODANDAGRICULTURE,USDASPECIALTYCROPRESEARCHINITIATIVEPROJECT200902559,WASHINGTONSTATEUNIVERSITYCENTERFORPRECISIONAUTOMATEDAGRICULTURALSYSTEMSANYOPINIONS,FINDINGS,CONCLUSIONS,ORRECOMMENDATIONSEXPRESSEDINTHISPUBLICATIONARETHOSEOFTHEAUTHORSANDDONOTNECESSARILYREFLECTTHEVIEWOFTHEUSDEPARTMENTOFAGRICULTUREREFERENCESAMPATZIDIS,YG2010AMA9PSTNGLOMSE9KXMVEIQXMAJSIJG91RTKKOCG91OPXQOJGPETSIJX9MJAISEVMIJX9MATSOLASG1JASACQAUG91DEDOLE9MXMCIAEUAQLOCE91CEXQC9IA1AJQIBE9IA1JAIIVMGKARILOSGSA1MODELINGANDELECTRONICMONITORINGOFACTIVITIESDURINGMANUALHARVESTEDOFSPECIALTYCROPSWITHAPPLICATIONTOPRECISIONFARMINGANDTRACEABILITYPHDTHESIS,ARISTOTLEUNIVERSITYOFTHESSALONIKI,GREECEINGREEKAMPATZIDIS,Y,TZELEPIS,G,VOUGIOUKAS,S2008ALOWCOSTIDENTIFICATIONSYSTEMFORYIELDMAPPINGDURINGMANUALVINEHARVESTINGINPROCEEDINGSOFTHEINTERNATIONALCONFERENCEONAGRICULTURALENGINEERINGINDUSTRYEXHIBITION,HERSONISSOSCRETE,GREECE,2325JUNEAMPATZIDIS,YG,VOUGIOUKAS,SG2009FIELDEXPERIMENTSFOREVALUATINGTHEINCORPORATIONOFRFIDANDBARCODEREGISTRATIONANDDIGITALWEIGHINGTECHNOLOGIESINMANUALFRUITHARVESTINGCOMPUTERSANDELECTRONICSINAGRICULTURE,662,166172AMPATZIDIS,YG,VOUGIOUKAS,SG,BOCHTIS,DD,TSATSARELIS,CA2009AYIELDMAPPINGSYSTEMFORHANDHARVESTEDFRUITSBASEDONRFIDANDGPSLOCATIONTECHNOLOGIESFIELDTESTINGPRECISIONAGRICULTURE,101,6372AMPATZIDIS,YG,VOUGIOUKAS,SG,WHITING,MD2011ANAUTOMATEDWEARABLESYSTEMFORREALTIMEHUMANPOSITIONMONITORINGDURINGMANUALFRUITHARVESTINGCOMPUTERSANDELECTRONICSINAGRICULTURE,782011,222230CUNHA,CR,PERES,E,MORAIS,R,OLIVEIRA,AA,MATOS,SG,FERNANDES,MA,ETAL2010THEUSEOFMOBILEDEVICESWITHMULTITAGTECHNOLOGIESFORANOVERALLCONTEXTUALIZEDVINEYARDMANAGEMENTCOMPUTERSANDELECTRONICSINAGRICULTURE,732010,154164PRECISIONAGRIC201314162171171HEIDMAN,BC,ROSA,UA2005INTEGRATIONOFSENSORDATAANDORCHARDLAYOUTCHARACTERISTICSFORREALTIMETREEDETECTIONASAEPAPERNO051071,STJOSEPH,MIASABEHOLT,JS1999IMPLICATIONSOFREDUCEDAVAILABILITYOFSEASONALAGRICULTURALWORKERSONTHELABORINTENSIVESECTOROFUSAGRICULTUREINTRANSACTIONSOFTHEASAE,991095STJOSEPH
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
|
2:不支持迅雷下载,请使用浏览器下载
3:不支持QQ浏览器下载,请用其他浏览器
4:下载后的文档和图纸-无水印
5:文档经过压缩，下载后原文更清晰
|
川公网安备: 51019002004831号