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- 저자 : 김수배 ( Subae Kim ) (검색결과 4 건)
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왕평안 ( Pingan Wang ),모창연 ( Changyeun Mo ),김수배 ( Subae Kim ),김준호 ( Joonho Kim ),정원기 ( Wonki Chung ),한웅철 ( Xiongzhe Han ) 한국농업기계학회 2022 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.27 No.1
현재 국내 양봉업자들은 하단 벌통 내검하기 위해 수작업으로 상단 벌통을 반복적으로 운반하는 어려운 점을 해결 및 효율적으로 벌통을 관리하기 위해 양봉업 전용 벌통 이동 보조 장치 개발이 필요하다. 본 연구에서는 기존 연구에서 개발하였던 양봉 사양 관리용 전기 양봉 운반차 바탕으로 이동형 벌통의 운반 보조 장치를 추가 설계하고자 한다. 우선 실제 벌통의 운반 범위를 조사 및 측정하여 SolidWorks에서 보조 장치의 3차원 모델을 설계하고자 하고 Simulation 기능을 통해 보조 장치의 중요한 부품에 대해 정응력 분석을 실행하고자 한다. 그리고 적합한 보조 장치의 액추에이터 선정하기 위해 RecurDyn 다물체 동역학 분석 환경에서 보조 장치의 시뮬레이터 구축 후 전체 구동 과정을 시뮬레이션하여 액추에이터의 동작 특성에 대해 분석하고 자 한다. 마지막으로 Simulink 및 RecurDyn 통합하여 자동 제어 알고리즘을 개발 후 현장 환경을 구축하여 벌통 자동 이동 보조 장치의 작동 성능을 검토하고자 한다.
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양봉 사양 관리용 전동식 보조 장치의 개발 및 동역학 분석
왕평안 ( Pingan Wang ),모창연 ( Changyeun Mo ),김수배 ( Subae Kim ),한웅철 ( Xiongzhe Han ) 한국농업기계학회 2022 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.27 No.2
국내 양봉업자들은 양봉의 운반, 관리 등을 대부분 수작업으로 진행하고 있으며, 양봉업 종사자의 연령대가 대부분 고령이기 때문에 노동시간을 줄이고, 벌들을 효율적으로 관리하기 위해 양봉 사양 관리용 이동 보조 장치 개발이 필요하다. 본 연구는 기존 연구에서 개발하였던 양봉 전기 운반차 기반으로 벌통의 전동식 보조 장치를 추가 설계하였다. 우선 벌통의 운반 범위를 현장 조사 및 측정하여 SolidWorks에서 보조 장치의 3차원 모델을 설계하였다. 그리고 SolidWorks에서의 모델은 다물체 동역학 소프트웨어 RecurDyn에 도입하여 실제 양봉자의 벌통 내검이나 운반 시 각 부위 동력을 부여하고 필요한 모터의 토크를 얻었다. 또는 운반 시 안전성을 위해 보조 장치의 핵심 부분에 대해 FFlex 유연화 모형화 및 실시간 동역학 분석을 수행하였다. 벌통 운반 시 각 핵심 부위의 실시간의 Force를 판단하였다. 시뮬레이션 결과에서 각 부위 모터의 최대 토크는 약 36N*m 정도 나타나고 소요를 따라서 IG-52GM(24V) 및 IG-32RGM(24V) 두 가지 DC 모터를 선정되었다. 이동 보조 장치의 최대응력은 107Mpa를 나타났고 재료의 항복 응력보다 작으므로 안정하는 것을 판단하였다. 양봉 작업의 벌통 내부 점검 및 운송 문제는 전동식 보조 장치의 개발을 통해 해결되었으며 운송의 안정성은 보조 장치의 다양한 부위를 분석하여 결정되었다.
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양봉 전용 적재함 개발을 위한 동역학 시뮬레이션 분석 및 현장 검증
왕평안 ( Pingan Wang ),손영선 ( Youngsun Son ),모창연 ( Changyeon Mo ),김수배 ( Subae Kim ),김준호 ( Joonho Kim ),정원기 ( Wonki Chung ),한웅철 ( Xiongzhe Han ) 한국농업기계학회 2021 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.26 No.2
현재 국내외 양봉업자들은 연령대가 고령이기 때문에 체력을 절감하기 위해 양봉 전용 운반 장치 개발이 필요하다. 우선 양봉자의 현장 작업환경과 효율성을 조사하여 설계 재원을 결정하였다. 다양한 양봉장의 규모를 고려하여 최종적으로 소형 전동 무한궤도 운반차(LNS-T500)를 본 연구의 플랫폼으로 선정하였다. 기존 적재함은 양봉 작업에 적합하지 않는 관계로 실제 적용 조건과 함께 탈부착식 양봉 전용 적재함을 개발하였다. RecurDyn 프로그램을 이용해 개선된 적재함을 운반차에 탑재하여 노면별, 주행방식별 및 용도별을 다르게 하여 동역학 시뮬레이션을 통해 적재함의 설계 타당성을 확인하였다. 직선운행 단계에서 소비의 X 및 Z 방향 진동이 가장 작으며 회전운행 단계에서 소비의 X 및 Z 방향 진동이 가장 큰 것으로 나타났다. 경사로 벌통 운반 시 Clayey soil 및 Upland candy loam 노면에서 안정으로 운행이 가능하였고 Dry sand 노면에서 무한궤도와 지면이 접촉한 부분의 심각한 침하량의 원인으로 인해 오르막 과정에서 전복이 발생하는 것으로 확인되었다. 대부분 양봉장 노면은 Clayey soil이고 각 시뮬레이션 결과 중 Clayey soil 노면에서 운행 시 소비의 흔들림이 최소로 운반차의 흔들림도 최소로 이루어졌다. 마지막으로 양봉장에서 현장 실험을 통해 가상 시뮬레이션 결과를 검증하였고 운반차가 안정적으로 운행할 수 있는 것을 확인하였다.
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RGB-Depth 카메라와 YOLOv5 모델 기반의 양봉업 전용 벌통 자동 인식 및 운반 기술 개발
왕평안 ( Pingan Wang ),쿠스위디얀토루카스위쿠 ( Kuswidiyanto Lukas Wiku ),모창연 ( Changyeun Mo ),김수배 ( Subae Kim ),한웅철 ( Xiongzhe Han ) 한국농업기계학회 2023 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.28 No.1
국내 양봉업자들은 하단 벌통 내검하기 위해 대부분 수작업으로 상단 벌통을 반복적인 운반 작업을 통해서 진행하고 있다. 양봉업 종사자의 연령대가 대부분 고령이기 때문에 노동시간을 감소하고, 효율적으로 벌통을 관리하기 위해 양봉업 전용 지능형 벌통 자동 운반 시스템의 개발이 필요하다. 본 연구는 RGB-Depth 카메라와 YOLOv5 모델 기반의 벌통 자동 인식 및 운반 기술에 대해 개발하였다. 데스크탑 로봇암 uArm Swift Pro와 1:125 스케일 축소된 벌통 모델을 사용하여 실제 양봉장과 유사한 시뮬레이션 환경을 구축하였다. 다양한 환경(조명 및 배경)에서 1100개의 벌통 사진을 수집 후 학습 데이터로 구성하여 다양한 YOLOv5 모델에서 학습을 통해 최적 모델인 YOLOv5m로 선정하였다. 저가형 RGB-Depth 카메라 OAK-D-Lite를 로봇암에 부착 함으로써 YOLOv5m 모델 기반 벌통에 대한 실시간 인식 정보 및 상단 벌통을 운반하기 위한 제어 정보를 추출하였다. 효율적인 벌통 운반을 위해 Closed-loop 제어를 통해 로봇암이 3차원에서 자율적으로 이동할 수 있게 개발하였으며 요인 테스트를 통해서 본 지능형 벌통 운반 시스템이 벌통을 정확히 인지 및 운반이 가능 하는 것을 검증하였다. 향후 본 데스크탑 로봇암을 이용하여 검증된 자동운반 기술을 실제 양봉 사양 관리용 보조 장치에 적용하여 작업 성능을 검증하고자 한다.
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