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김유용 ( Yu Yong Kim ),임성윤 ( Seongyoon Lim ),유석철 ( Seokcheol Yu ),유영지 ( Yeong Ji Yu ),오정주 ( Jungjoo Oh ) 한국농업기계학회 2018 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.23 No.2
2013년 농업기계 사고실태 조사에 의하면 트랙터가 전체 농업기계 사고의 20%를 차지하였으며, 전도와 추락이 트랙터 사고의 63%를 차지하였다. 전도와 추락사고시 운전자의 생명을 보호하기 위해 농업기계화촉진법에 따라 OECD (경제협력개발기구) 보호구조물 표준시험코드에 따라 안전이 확보된 보호구조물을 농용트랙터에 부착하고 있다. OECD 표준시험코드는 트랙터 등 수입국이 다른 나라에서 수행되어진 시험 결과에 대하여 신뢰할 수 있는 공통된 시험방법으로 무역의 편의성과 국제적으로 비교 가능한 정보를 제공하기 위해 운영되고 있다. 이 시험방법은 트랙터에 보호구조물을 부착하고 전도되었을 때 상당한 에너지로 부하를 가하여 안전도를 평가하는 파괴시험방법으로 시험용 보호구조물 제작 및 설치 등에 따른 비용 및 인력이 많이 요구된다. 최근 OECD는 비용 및 인력을 줄이기 위해 최초 트랙터에 대하여는 현재 시험코드 준용하고 이후 트랙터에 대하여는 가상시험을 실시하는 방안에 대하여 논의하고 있다. 본 연구는 가상시험에 필요한 보호구조물 재질별 물성값을 표준화하기 위해 수행되었다. 시험편은 국내 3사에서 제조 판매되고 있는 보호구조물의 재질 14종을 KS B 0801:2007 판형 5호에 따라 열 등으로 영향받지 않는 워터제트 커팅 방법으로 제작되었다. 시험은 국제표준 물성치로 활용하기 위해 국제공인시험기관(한국산업기술시험원)에 의뢰하여 KS B 0802 (금속재료 인장 시험방법)에 따라 1개의 시험편에 대하여 실시되었으며, 시험 항목은 인장강도, 항복강도, 연신율, 탄성계수, 포와송비 이었다. 재질별로 구하여진 탄성계수, 인장강도, 연신율, 포와송비, 진변형률은 각각의 재질 시험 데이터를 이용하여 KS B 0802:2008에 따라 구해졌다. 시험결과 동일한 재질이더라도 생산지에 따라 물성치의 차이가 나타났다. 하나의 예로 각 사별 SS400의 탄성계수는 189, 207, 207이고, 항복강도는 260, 310, 284, 인장강도는 356, 465, 448, 연신율은 47, 32, 35, 포와송비는 0.282, 0.287, 0.288이고, 가로 진변형률은 150.88, 139.06, 139.27, 세로 진변형률은 534.63, 484.55, 483.67이었다. 제조업체는 생산지에 따라 재질의 따라 물성치가 다르므로 제조업체는 제품관리에 주의를 해야 할 것으로 판단된다. 재질의 물성치 표준화를 위해서는 추가 반복 시험이 필요하다.
다양한 주행형 농업기계 교육 위한 가상현실 기반 모의운전 시스템 개발
김유용 ( Yu Yong Kim ),노재승 ( Jae Seung Noh ),오정주 ( Jungjoo Oh ),유석철 ( Seokcheol Yu ),유영지 ( Yeong Ji Yu ),이정민 ( Jeong-min Lee ) 한국농업기계학회 2020 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.25 No.2
농업기계 안전사고는 최근 5년간 연평균 1,420여건이 발생하여 100여명이 사망하고 있다. 농업인 손상 사고가 발생하는 주요 농업기계는 경운기 50%, 트랙터 14%, 예취기 9.2%, 관리기 7.8% 순으로 나타났다(농촌진흥청, 2017), 농업기계 안전사고 대부분은 운전자 부주의 등 인적요인에 의해 발생하고 있다(재난연감, 2017). 사고를 예방하기 위해서는 농업인의 안전한 운전 문화 정착이 시급하다, 이를 위해 실제 농업기계를 이용하여 도로나 위험 상황에서 조작 취급성 등의 체험교육을 실시하는 것이 효과적이나 매우 위험하고 사고 책임 등으로 인해 교육기관들은 실제 농업기계를 이용한 교육을 꺼리고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 국내에서는 농업기계 안전교육 및 사고방지를 위하여 트랙터 시뮬레이터와 경운기 시뮬레이터가 개발되었다. 하지만 개발된 시뮬레이터는 시스템이 고가이고 농업기계 기종별로 구입해야하는 문제로 인해 교육기관들은 가격이 싸고 다양한 농업기계에 사용될 수 있는 교육 장비의 개발을 요구하였다. 본 연구는 주요 주행형 농업기계인 트랙터, 경운기, 동력운반차, 콤바인, 관리기 등에 공용으로 교육훈련에 사용할 수 있는 모의운전 시스템을 개발하기 위해 수행되었다. 모의운전 시스템은 운전석, 모션 플랫폼, 동작추적 장치, 기종에 따른 조향장치 및 데이터 획득·처리장치로 구성되었다. 운전자의 시선과 운전자의 손 및 손가락 동작을 추적하는 베이스스테이션은 전방과 후방에 각 2개씩 4개가 설치된다. 승용형의 경우 전방의 베이스스테이션만을 이용해 교육을 받는 운전자의 시선과 손의 동작을 추적하고, 보행형의 경우 운전자가 서서 조작해야 하므로 전방의 베이스스테이션은 탈착하고 후방의 베이스스테이션만을 이용해 동작을 추적한다. 농업기계마다 조향장치가 다르므로 트랙터와 동력운반차의 조향장치를 조향핸들 방식, 경운기와 관리기를 조향클러치 방식, 콤바인의 조향장치를 조이스틱 방식으로 구현하였다. 조향핸들이 기종에 따라 적절한 높이와 거리로 조절되도록 조향핸들을 플랫폼 위에 설치되었으며 플랫폼은 레일 위에 설치되었다. 조향장치를 제외한 모든 조작 장치는 가상현실의 조작 장치를 조작하여 한 대의 모의운전 시스템으로 트랙터, 경운기, 콤바인, 동력운반차, 관리기 등 다양한 주행형 농업기계의 안전교육이 가능하도록 하였다.