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김형곤 ( H. G. Kim ),전현종 ( H. J. Jun ),김진구 ( J. G. Kim ),유승화 ( S. H. Yu ),김영근 ( Y. K. Kim ),강태경 ( T. G. Kang ),최일수 ( I. S. Choi ),이상희 ( S. H. Lee ),최용 ( Y. Choi ) 한국농업기계학회 2017 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.22 No.2
들깨 생산을 위한 농작업에서 경운· 정지, 피복, 방제 등은 기계화 되었으나 파종, 정식, 예취· 탈곡은 기계화가 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 기계화가 미흡한 들깨의 탈곡작업 기계화 촉진 및 범용화를 통한 들깨 기계화기술을 향상 하고자 수행하였다. 첫 번째 수행내용은 기존 콩 탈곡기 송풍 팬에 의해 손실되는 들깨를 줄이고자 송풍 팬 속도(450~1350 RPM)에 따른 풍구속도(m/s) 및 손실량(g)을 측정하기 위해 탈곡된 들깨 500 g을 탈곡기에 투입하여 실험하였다. 두 번째 수행내용은 투입된 작물의 줄기가 탈곡 시 배출이 용이하도록 탈곡기 덮개 안쪽에 가이드를 설치하여 탈곡에 미치는 영향을 실험하였다. 탈곡시험은 가이드를 설치하지 않은 경우와 설치한 경우로 분리하여 비교시험을 하였다. 가이드는 급동 회전방향과 10°, 20°, 30°를 유지하면서 배출구까지 도달하도록 설치하였고, 각도에 따른 잔물배출시간(s), 잔물배출무게(g) 및 잔물 파쇄 길이(cm)을 측정하였다. 시험결과 들깨의 손실률이 발생되는 구간은 1050 RPM, 풍구속도 5.27 m/s였으며 송풍 팬 회전속도가 증가할수록 손실률은 급격하게 증가하였다. 이는 실험 탈곡기 구조의 들깨 종말속도가 대략 5m/s로 송풍팬 회전속도를 1000 RPM, 풍구속도를 5m/s 이하로 설정해야 할 것으로 판단된다. 가이드 각도에 따른 잔물배출시간은 각도가 클수록 잔물배출시간이 단축되었고 특히 10°(18.90 s)는 무 설치(29.23 s) 보다 약 10초 단축되어 가이드 설치가 잔물배출에 효과적으로 나타났다. 잔물배출무게는 가이드 각도에 영향을 받지 않은 반면 잔물 파쇄 길이는 가이드 각도가 클수록 길게 나타났다. 결과적으로 실험 콩 탈곡기 적용 들깨 탈곡 시 5 m/s 이하의 풍속에서 잔물배출시간과 파쇄정도에 따른 들깨 손실 등을 고려한 복합적인 연구가 필요할 것으로 판단되었다.
강태경 ( T. G. Kang ),이상희 ( S. H. Lee ),최용 ( Y. Choi ),김진구 ( J. G. Kim ),현창식 ( C. S. Hyun ),안세웅 ( S. W. An ),김태형 ( T. H. Kim1 ) 한국농업기계학회 2020 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.25 No.1
고추는 국내 양념채소의 22%의 점유율을 가지고 있는 매우 중요한 작물이다. 하지만 고추의 재배면적은 2006년 53,097ha에서 2017년 28,337ha로 약 40% 감소하였으며, 이와 더불어 생산량 또한 2006년 352,977톤에서 2017년 241,946톤으로 30%이상 감소하였다, 이러한 현상의 문제점으로는 국내 농촌 노동력의 부족과 고령화현상이 있다. 또한 밭작물 중 고추의 기계화율은 46%로 타 작물들에 비해 현저하게 떨어지는 상황이다. 그 중 경운 및 정지(97.7%), 비닐 피복작업(58.5%), 방제(90.96%)를 제외하면 거의 기계화가 이뤄지지 않은 실정이며 파종 및 정식작업은 0%로 전혀 기계화가 진행되지 않았다. 고추 작물에 대한 기계화 요구는 높지만 농가의 재배 규모 또한 0.3ha이하가 92%를 차지하고 있어 임대사업에 포함이 가능한 고추 정식기 개발이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 묘 취출, 이송, 공급, 정식, 복토가 동시에 작업이 가능한 2조식 고추 정식기를 설계 및 제작하고 이에 대한 작동 실험을 진행하였다. 고추 정식기의 각 부는 체인 이송방식으로 제작한 육묘 트레이 이송부, 집게형 묘 취출 장치를 사용한 묘 취출부, 공급호퍼에서 1차로 묘를 받아서 수평으로 밀어주는 묘 이송부, 이송부에서 전달된 묘를 마지막으로 포장에 정식하는 식부부로 이루어져 있다. 각 부분에 대한 작동 실험 결과 육묘 트레이 이송부는 기체 주변의 간섭 없이 원활하게 작동되었으며, 묘 취출부에서도 1열에 5개씩을 정확하게 취출하여 이송부에 공급하였다. 하지만 묘 이송부 작동 실험과 식부부 실험에서는 횡 이송 호퍼 사이에 이탈된 묘가 끼는 현상이 발생하여 보완 제작 후 추가 실험을 진행할 예정이다.
김진구 ( J. G. Kim ),강태경 ( T. G. Kang ),이상희 ( S. H. Lee ),전현종 ( H. J. Jun ),유승화 ( S. H. Yu ),김영근 ( Y. K. Kim ),최일수 ( I. S. Choi ),최용 ( Y. Choi ),임제 ( J. Lim ) 한국농업기계학회 2018 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.23 No.2
현대 농업에서 농업기계가 중요한 역할을 담당하며 그 중에서 트랙터가 차지하는 비중이 점차 증가하고 있다. 2017년 기준으로 국내 트랙터 보유대수는 290,146대(통계청 농기계보유현황)로 계속하여 증가하는 추세이다. 트랙터는 작업기를 부착한 상태로 농작업에 사용되며 농작업의 종류에 따라 여러가지 형태의 농작업기가 개발되어 있다. 토양의 경운· 정지에서부터 파종·정식, 재배관리, 수확에 이르기까지 작물의 재배 주기 동안 여러 농작업기를 트랙터에 부착하여 사용하며 이러한 농작업기의 교환은 농가에서 농업인이 직접 손으로 작업하는 것이 일반적이다. 본 연구에서는 농작업기 교환 작업 중에서 작업이 어렵고 안전사고의 위험이 높은 트랙터에 농작업기를 부착하는 작업의 곤란성을 정량적으로 평가하였다. 그와 함께 농작업기 부착을 도와줄 개발된 보조장치의 유효성을 기존 부착방식과의 비교실험을 통하여 평가하였다. 기존 부착방식으로 볼 타입, 후크 타입 두가지와 개발 보조장치 이용방식을 실험하였으며 평가를 위하여 5가지 실험을 수행하였다. 작업기 부착의 용이성을 정량적으로 평가하기 위하여 4요소즉, 작업기 부착시 소요되는 시간, 작업기 연결핀 위치를 맞추기 위한 부착작업 과정의 트랙터의 전· 후진 횟수, 연결핀 위치를 확인하기 위한 작업자의 트랙터 상· 하차 횟수 및 작업자의 이동거리를 작업 방식별로 측정하였고, 작업기 부착시 소요되는 노동부하를 정량적으로 평가하기 위하여 작업자의 근육에 전극을 부착하여 근전도 실험을 실시하였다. 실험결과 부착의 용이성 평가에서는 보조장치 이용방식이 가장 용이하게 나타났으며 볼 타입이 가장 어려운 것으로 나타났다. 보조장치 이용방식을 볼 타입과 비교하면 부착시간은 13.5%, 트랙터 운전 반복 횟수는 5.3%, 작업자 상· 하차횟수는 11.1%, 작업자 이동거리는 28.6% 수준으로 나타났다. 노동부하 측정을 위한 근전도 실험에서는 후크 방식이 노동부하가 가장 큰 것으로 나타났으며 보조장치 이용방식은 후크 방식의 51.2% 수준으로 나타났다.
김진구 ( J. G. Kim ),김형곤 ( H. G. Kim ),전현종 ( H. J. Jun ),유승화 ( S. H. Yu ),김영근 ( Y. K. Kim ),강태경 ( T. G. Kang ),최일수 ( I. S. Choi ),이상희 ( S. H. Lee ),현창식 ( C. S. Hyun ),최용 ( Y. Choi ) 한국농업기계학회 2017 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.22 No.2
트랙터에 작업기를 연결하는 방식으로 3점히치연결방식이 일반적으로 사용되고 있다. 이 3점히치는 구조가 간단하고 농작업시 무게 배분 측면에서 효율적이지만 트랙터에 작업기를 부착하는 작업이 용이하지 않다는 단점이 있다. 이러한 문제를 해결하고자 본 연구에서 트랙터에 작업기를 쉽게 부착시킬수 있도록 도와주는 보조장치를 제작하여 실험하였다. 보조장치는 두가지 방식으로 설계·제작하였다. 첫번째는 먼저 작업기를 적재할 수 있는 바퀴가 부착된 이동식 적재대를 제작하여 작업기를 올려놓은 상태에서 윈치를 이용하여 작업기를 트랙터 부착위치로 견인하는 방식의 보조장치를 설계하였다. 이 윈치견인방식 보조장치를 제작하여 트랙터와 작업기를 부착하는 실험을 하였고 실험은 견인저항이 작은 시멘트 바닥과 견인저항이 큰 흙바닥 2개소에서 실시하였다. 실험 결과 시멘트 바닥에서는 견인저항이 작아 윈치를 동작시킬 때 작업기가 너무 쉽게 움직여 작업기 링크를 원하는 위치로 이동시키기가 매우 어려웠다. 흙바닥에서는 윈치를 이용하여 작업기를 원하는 위치로 끌어당겨 트랙터와 결합시킬 수 있었으나 이또한 작업기에 와이어를 고정시키고 윈치를 조작하여야 하는 점에서 작업량이 증가되고 윈치 장비의 비용 대비 편의성 면에서 효율적이지 않다고 판단되었다. 두 번째 보조장치는 작업기의 연결위치에 트랙터 하부링크를 인도할 수 있는 가이드판을 설치하고 트랙터를 후진하여 트랙터와 작업기를 결합시키는 방식으로 설계하였다. 이 가이드판방식 보조장치는 가이드판의 벌어진 각도를 30°, 40°, 45°, 60° 네가지 형태로 제작하여 시멘트 바닥과 흙바닥 2개소에서 실험하였다. 가이드판이 설치된 작업기에 트랙터의 진입각도를 달리하여 작업기를 결합시키는 실험을 반복하여 최적의 가이드판 각도를 설정하고 기존 방식과 비교하여 트랙터와 작업기의 연결 용이성을 조사하였다.