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- 저자 : ( Chungu Lee ) (검색결과 24 건)
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이춘구 ( Chungu Lee ),박동혁 ( Donghyeok Park ),박하나 ( Hana Park ),백승환 ( Seunghwan Baek ),이중용 ( Joongyong Rhee ) 한국농업기계학회 2016 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.21 No.2
마늘은 채소류 중 고추, 배추, 무 다음으로 많이 재배되는 주요 작물로 수확시기에 노동 부하가커 수확 작업에 대한 기계화 수요가 높은 작목이다. 마늘과 같은 근채류는 주로 뿌리 부분을 수확하기 때문에 불필요한 줄기 윗부분을 제거하여야 하는데 이를 위하여 줄기 절단기를 개발하고 그에 대한 분석을 수행하였다. 본 연구에서 활용한 줄기절단기는 트랙터 부착형 장비로, 장비 하단에 칼날을 부착하고 이를 회전시켜 작물의 줄기부를 절단하는 방식으로 제작하였다. 실제 작업 시 칼날의 회전과 장비의 주행이 동시에 발생하게 되어 칼날 끝부분의 궤적이 나선형으로 나타나게 된다. 이에 따라 주행속도에 비하여 칼날의 회전속도가 느리게 되면 작업 영역에 공백이 발생하게 되므로 주행속도에 대한 회전날의 속도비를 조절하면서 공백이 발생하지 않는 조건을 분석하였다. 도면상의 치수를 이용하여 회전날의 외측 끝부분과 내측 끝부분의 좌표를 주행속도(v), 회전속도(w), 시간(t)에 대한 함수로 나타내었다. - 외측끝부분 (x,y) = (-352.56cos(0.1206+wt), vt+352.56sin(0.1206+wt)) - 내측끝부분 (x,y) = ( -99.45cos(0.4405+wt), vt+ 99.45sin(0.4405+wt)) 그리고 두 점을 연결하는 선을 그리게 한 후 matlab을 이용하여 회전날의 속도를 목표작업속도의 30,70,100,130,170%로 변화 시키면서 나타나는 궤적을 관측하였다. 분석결과 현재의 목표 작업속도의 경우에도 작업영역에서 일부 공백이 발생하는 것을 확인할수 있었고, 130%의 속도에서부터 공백이 발생하지 않는 것을 확인할 수 있었다. 다만 공백이 주로 작업영역 좌우 끝부분에서 발생하게 되는데, 실제 식물이 심어지는 간격을 반영하게 되면 130% 이하의 속도에서도 공백 없는 작업이 가능할 것으로 보인다.
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Kim, Joonyong,Lee, Chungu,Kwon, Tae-Hyung,Park, Geonhwan,Rhee, Joong-Yong Korean Society for Agricultural Machinery 2013 바이오시스템공학 Vol.38 No.1
Purpose: The objective of this study is to develop a data middleware for u-IT convergence in agricultural environment monitoring, which can support non-standard data interfaces and solve the compatibility problems of heterogenous sensor networks. Methods: Six factors with three different interfaces were chosen as target data among the environmental monitoring factors for crop cultivation. PostgresSQL and PostGIS were used for database and the data middleware was implemented by Python programming language. Based on hierarchical model design and key-value type table design, the data middleware was developed. For evaluation, 2,000 records of each data access interface were prepared. Results: Their execution times of File I/O interface, SQL interface and HTTP interface were 0.00951 s/record, 0.01967 s/record and 0.0401 s/record respectively. And there was no data loss. Conclusions: The data middleware integrated three heterogenous sensor networks with different data access interfaces.
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박동혁 ( Donghyeok Park ),이춘구 ( Chungu Lee ),박하나 ( Hana Park ),백승환 ( Seunghwan Baek ),이중용 ( Joongyong Rhee ) 한국농업기계학회 2016 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.21 No.2
마늘은 우리나라에서 많이 재배되는 주요작물이나 최근 높은 생산비 부담과 노동투하시간 등으로 인해 재배면적이 감소하고 있다. 따라서 밭농업 기계화를 위한 연구로 줄기절단기 개발을 진행중에 있으며, 관련 기초연구로 설계요인분석에 활용할 수 있는 줄기 절단 시뮬레이션에 대해 연구하였다. EDEM은 분체 해석 기법을 이용한 입자 시스템 전용 시뮬레이션 프로그램으로 입자간의 반발계수와 마찰력으로 충돌을 해석할 수 있으며 강성, 한계응력, 결합범위로 결합력을 설정하여 실제 물체와 유사한 성질을 가진 모델을 형성할 수 있다. 연구의 목적은 EDEM으로 마늘 줄기에 대한 모델링을 진행한 후 절단 시뮬레이션을 통해 모델의 절단력을 분석하는 것이다. 실험에 사용된 프로그램은 EDEM 2.7.1 버전이며, 결합력을 위한 조건으로는 강성은 5×10<sup>10</sup> N/m³, 한계응력은 5×10<sup>8</sup> Pa로 하여 인장과 전단에 대해 같은 값으로 하였다. 그리고 결합범위는 0.1mm로 하였으며 직경 1mm의 입자로 구성하였다. 시뮬레이션 조건에 대해서 처음 2초의 시간은 마늘 줄기형상을 만들기 위한 시간으로 지름 12mm에 높이 400mm의 원통형 구조를 만들어서 내부에 입자를 생성하고 결합을 위해 적층되는 시간을 부여하였으며 그 후 3초의 시간동안은 원통형 구조를 제거하고 아래에 20mm 높이의 원통형 구조를 새로 만들어 움직임과 쓰러짐을 억제하였다. 또한 줄기 입자들의 결합 유지에 대한 확인 절차를 거쳐 모델링을 완성하였다. 그리고 3.5초간 줄기의 절단 시험 시뮬레이션을 진행하였다. 모델링 결과 214mm 높이의 쓰러지지 않는 마늘 줄기 모델을 만들었다. 문헌에 따르면 마늘의 절단력은 약 58.5N이며, 절단 시뮬레이션의 결과로 28.68N의 절단력 수치를 얻었다. 실제 마늘의 약 49% 정도의 절단력을 가지는 모델링 결과를 얻었으나 이수치의 경우 결합력 조건을 수정하여 최적 값을 얻을 수 있다. 시뮬레이션을 통해 줄기와 비슷한모델을 얻어 절단력에 대한 결과를 얻을 수 있으며 이를 활용하여 줄기절단기의 절단 성능을 평가할 수 있다는 것을 확인하였다.
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EDEM을 이용한 수확기 이송부 롤러의 회전속도에 따른 마늘의 충격 해석
박동혁 ( Donghyeok Park ),이춘구 ( Chungu Lee ),이중용 ( Joongyong Rhee ) 한국농업기계학회 2017 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.22 No.2
굴취형 마늘수확기는 굴취가 이루어진 후 이송과정을 통해 수집까지 이루어지게 된다. 이송과정에서는 마늘에 접착된 토양의 제거가 이루어져야 한다. 개발 중인 수확기에서는 별모양의 롤러가 회전하면서 마늘을 이동시키고 토양을 털어낸다. 이때 고려해야할 점은 마늘의 이송속도를 최저 요구속도 이상으로 유지하여 마늘이 정체 없이 수집부로 이송되어야 하고 토양이 같이 수집되지 않도록 충분히 제거될 수 있도록 하는 것이다. 또한 작물에 손상이 생기면 부패가 빠르게 진행되기 때문에 충격을 최소화하는 것도 필수적이다. 그러나 실제 수확과정에서 마늘의 움직임과 충격을 파악하고 분석하는 것은 어려움이 있고 작업 조건에 따른 차이도 크다. 이 연구에서는 이송부의 주요 요인인 롤러 회전속도에 따른 영향을 시뮬레이션을 통해 파악하고자 하였다. 수확기의 이송부의 과정은 해석이 복잡하기 때문에 하나의 마늘과 롤러가 접근하여 충돌하는 과정으로 단순화하여 분석하였다. 이 조건에서 롤러의 회전속도가 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450 rpm일 때 입자에 가해지는 압축력, 토크, 합력과 입자의 위치, 속도 및 에너지 등을 0.004초 간격으로 얻었다. 분석에 사용한 프로그램은 EDEM 2017 (DEM Solutions LTD., UK)이고 입자는 마늘의 타원체 형상을 실측한 길이, 폭, 두께를 적용하여 하여 5개의 구를 중첩시켜 만들었으며 밀도를 적절하게 설정하여 실제 무게와 근접하게 형상화하였다. 롤러가 회전하면서 이동하기 때문에 마늘과 충돌하는 조건을 제한하기 어려우므로 롤러가 시작되는 위치를 다르게 하여 각 회전속도별로 5회씩 반복하여 결과를 얻었다. 연속적인 과정에서 충돌 순간의 힘을 구하는 것은 매우 빠른 속도로 데이터를 얻어야 가능하며 실험에서도 충돌 때 입자에 가해지는 힘이 측정된 경우는 거의 없었다. 다만 마늘에 가해진 충격의 경우 충돌 후 움직일 때 가진 총 에너지로 전해지기 때문에 에너지를 파악하여 비교하도록 하였다. 입자가 이동하는 속도 데이터도 얻을 수 있으므로 같이 분석하였다. 반복결과의 평균값을 분석하였을 때는 회전속도와 충격이 비례하는 것으로 보기 어려우나 최댓값을 비교하면 회전속도가 증가할수록 충격에 의해 전해진 에너지가 증가하고 입자의 이동속도도 증가한다는 결과를 얻을 수 있다. 빠른 속도로 회전할 경우 충돌이 확실하게 이루어지지 않고 빗겨 맞는 경우가 많아 정확한 결과를 얻기 어려운 것으로 보인다. 추후 수확기의 이송부 구조에서 이루어지는 이송과정을 구현하고 실제 마늘의 물성을 자세히 분석하여 손상이 일어날 것인지 파악하는 것으로 최적의 롤러 회전속도를 도출해낼 수 있을 것이다.
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EDEM을 이용한 줄기절단기의 칼날 설치각에 따른 절단부하 분석
박동혁 ( Donghyeok Park ),이춘구 ( Chungu Lee ),백승환 ( Seunghwan Baek ),이중용 ( Joongyong Rhee ) 한국농업기계학회 2017 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.22 No.1
밭작물 중 양파와 마늘은 높은 노동투하시간, 노임의 상승, 복잡한 수거 과정 등으로 최근 재배면적이 감소하는 추세이다. 밭농업 활성화 방안으로 생산비 절감과 작업 속도 향상을 위한 수확기계 개발 연구로 줄기절단기가 개발되었다. 이 연구는 줄기절단기 예취날의 설치각이 절단부하에 미치는 영향을 분립체 해석 기법으로 분석하고자 하였다. 실험에 사용한 시뮬레이션은 EDEM으로 인장탄성계수, 전단탄성계수, 중첩길이, 입자 반경 및 질량, 상대속도를 이용하여 충돌시 힘을 해석하고 인장 및 전단강도, 한계, 결합 길이를 통해 입자간 결합을 설정할 수 있다. 시제품으로 설계된 줄기절단기의 치수를 활용하여 프로그램 상에서 줄기 절단 시뮬레이션을 진행하여 절단부하 결과를 얻도록 하였고 칼날 설치각을 30도, 45도, 60도로 변경하여 각각의 부하를 분석하여 경향성을 파악하고자 하였다. 실험에서 사용한 프로그램은 EDEM 2.7.1 Academic Research 버전이며 시뮬레이션을 진행한 PC의 사양은 Intel(R) Core™ i7-4790CPU @ 3.60GHz, Memory 16.0GB이다. 줄기 절단 시뮬레이션에 적용시킨 줄기 모델은 마늘의 조건을 적용시켜 직경 1mm의 입자로 이루어진 지름 12mm, 높이 214mm의 원통형 모델이며 60.32N의 최대절단력을 가지고 있다. 줄기절단기는 2개의 회전날을 가지고 있으나 좌우대칭을 적용하여 절반에 대한 해석으로 하나의 회전날로 절단을 하도록 줄기 모델은 4조로 하여 3열을 140mm 간격으로 위치시켰다. 줄기절단기의 칼날은 반경 350mm로 회전하며 진행속도는 1.65m/s, 회전속도는 1680rpm으로 작업하도록 하였다. 시뮬레이션은 0.5초의 시간에 대해 해석하도록 하였으며 0.003초 간격으로 칼날에 가해지는 힘을 구하여 저장하도록 하였다. 시뮬레이션 해석시간은 약 116시간이었으며 설치각별 시간에 따른 칼날에 가해지는 압축력 값과 그래프를 얻을 수 있었다. 대부분의 시간에서 절단이 이루어지지 않으므로 0의 값을 나타내었으며 절단이 이루어지는 시점에 절단부하가 나타났다. 결과 해석을 위해 그래프의 피크 값들을 이용하였으며 그 중 상위 6개의 값으로 분석하였다. 30도, 45도, 60도의 설치각에 따른 절단부하의 평균값은 각각 105.4N, 160.5N, 215.9N으로 나타났다. 설치각에 따른 절단부하의 경향성은 유의수준은 3.93%로 각각의 차이가 유의미하게 나타났으며 상관계수는 0.489로 증가하는 경향이 보였다. 그러나 R<sup>2</sup>는 0.2394로 낮은 값을 보여 데이터 처리 방법의 개선과 적절한 회귀 모델의 적용이 필요하다. 향후 포장시험을 진행하고 복합적으로 분석하여 경향성을 자세히 분석하고자 한다.
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Ashtiani-Araghi, Alireza,Lee, Chungu,Cho, Seong-In,Rhee, Joong-Yong Korean Society for Agricultural Machinery 2015 바이오시스템공학 Vol.40 No.1
Purpose: To present a flexible and accurate autonomous solution for creating any desired row spacing value between the hydroponic gullies in multilayer growing units, and evaluate the capabilities and performance of the relevant automated system through the use of virtual prototyping technique. Methods: To build the virtual prototype of the system, CAD models of its different parts, including an autonomous vehicle and the mechanical mechanisms embedded in the multilayer growing unit, were developed and imported into the RecurDyn simulation software. In order to implement the automated row spacing operation, three spacing modes with different loading cycles and working steps were defined, and the operation of the system was simulated to obtain the target row spacing values specified for each of these modes. Results: Motion profiles related to the horizontal displacement of: 1) the lower and upper sliding bars installed in the cultivation layers, and 2) the hydroponic gullies, during the simulation of the system operation, were generated and analyzed. No deviation from the specified target spacing values was observed at the end of simulations for all spacing modes. Conclusions: The results of the motion analysis obtained by simulating the system operation confirm the effectiveness of the control scheme proposed for automated row spacing of gullies. It was also found that proper sequencing of the loading cycles and the precision of the working strokes of the upper bars are the critical factors for establishing a certain row spacing value. Based on the simulation results, precise control of the back and forth motions of the upper bars is highly necessary for sound operation of the real system.
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Kwon, TaeHyeong,Kim, JoonYong,Lee, Chungu,Park, Gun-Hwan,Ashtiani-Araghi, Alireza,Baek, Seung Hwan,Rhee, Joong-Yong Korean Society for Agricultural Machinery 2014 바이오시스템공학 Vol.39 No.1
Purpose: The modern IT can give enormous impacts on the agricultural production and consumption. However, farmer's ability to use IT devices has been known as one of the critical factors on success of IT in agriculture. This survey study was performed to evaluate the informatization status of farmers and to draw a strategy to develop and distribute a ubiquitous agricultural information system. Methods: A survey questionnaire with 19 questions on the degree of IT devices such as computers and smartphones and their utilization were developed. The survey was questioned 3 groups of farmers in Gyounggi Province and analyzed statistically by the ${\chi}^2$ test. Results: The order of IT devices distribution were computers, smartphones, smart TVs and tablet PCs in all groups. The ratios of ownerships of the devices are 97.7, 78.6%, 31.4%, 17.8% respectively. The active farmers in this survey showed higher informatization level than that of native and the general farmers. Conclusions: The ubiquitous agricultural information system was judged to be developed for the computer because spread and use of it exceeds the other devices. Also, the information system based on the smartphone could be a complementary way if the rapid of the smartphones continues and proper education on use of the phone is provided.
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