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      • 한국농업기계산업과 국제 표준화

        백승훈 ( Seung Hoon Baek ),남규철 ( Kyu Chul Nam ),김성민 ( Seong Min Kim ) 한국농업기계학회 2018 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.23 No.2

        최근 국내에서 농업기계 국제 표준화에 대한 관심이 높아지고 있다. 국제 표준화는 국내 농업기계 산업 분야뿐만 아니라 농업기계 사용자에게도 중요하다. 국제 표준화된 제품은 농업기계 산업 분야에서 제품의 조립, 생산, 성능 및 안전성 테스트, 수출 등의 측면에서 유용하게 활용할 수 있으며 제품 사용자는 제품 사용 시 안전성을 담보하고 부품 등을 교환할 때, 그리고 트랙터와 각종 작업기를 연결하여 사용하기 편한 편리성을 제공한다. 본 연구의 목적은 농업기계 관련 ISO 표준 제정 절차를 분석하고, 국내에서 최근에 수행되었거나 수행되고 있는 ISO 국제표준화를 중심으로 몇몇 사례를 들어 설명하고 향후 우리나라 농업기계 산업이 추구해야할 방향을 제시하는데 있다. ISO에서 농업기계 국제표준화는 기술위원회 23 (Technical Committee 23, TC 23)에서 다루고 있으며 11개의 소위원회를 두고 있다. 최근 국내에서는 GPS를 활용한 트랙터 선회반경 측정법을 성공적으로 국제표준으로 제정하였고 현재 트랙터 중심 위치 측정법과 농업기계 안전 및 조작 기호 국제 표준화를 진행하고 있다. 또한 향후 국내 농업기계를 수출하기 위해서는 대규모 국제 농업기계 회사들이 현재 트랙터와 농작업기에 적용하기 시작하고 있는 ISO 11783 농업기계 국제통신표준을 국내 대형 농업기계 제조회사를 중심으로 하루 빨리 적용하는 것이 제품의 수출을 위해 필요하다.

      • Mesh 생성 방법에 따른 유한요소해석 연구

        정연준 ( Yeon Jun Jung ),박성운 ( Seong Un Park ),남규철 ( Kyu Chul Nam ),최창현 ( Chang Hyun Choi ),김용주 ( Yong Joo Kim ) 한국농업기계학회 2018 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.23 No.2

        최근 몇 년 동안, 동력 전달 시스템 설계를 최적화하고, 신뢰성을 향상 시키며, 개발 기간을 단축시키기 위하여 컴퓨터 시뮬레이션 연구가 수행되고 있다(Han, et al., 2004). 컴퓨터 시뮬레이션 방법 중 하나인 유한요소법(FEM) 또는 유한요소해석(FEA)은 복잡한 형상의 물체를 단순한 블록으로 재구성하거나, 작고 이해하기 쉬운 유한개의 조각으로 나누는 방법을 기본으로 두고 있다. 유한요소법은 대수 방정식을 만들기 위해 차분 방정식을 사용하는 것이 아니라 적분 과정을 사용한다. 근사 연속 함수는 각 ‘요소(Element)’의 해를 나타내는 것으로 가정한다. 본 연구에서는 ANSYS Workbench를 이용하여 Element size의 크기 변화에 따라 Mesh Metric 및 Element Quality의 변화와 해석된 응력 분석을 수행하였다. 3D 모델은 개발 중인 무 수확기로 하였으며 방법은 접촉조건, 경계조건 등 Mesh조건을 제외하고 동일하게 진행하였으며, Mesh Element size를 2, 3, 4, 5, 7 mm 총 5가지 수준으로 설정하였다. 각각의 Element size에 따라 Mesh Metric의 Element Quality의 변화와 각 Element size에서 나타난 응력의 변화량을 분석하였다. 분석결과 Element Quality는 Element size가 2, 3, 4 mm 에서 0.75 이상으로 나타났고, 5, 7 mm 에서는 0.63 이하로 나타났다. 이는 요소의 크기가 작아질수록 요소의 한 변의 길이 대비 부피비가 높아지기 때문이라고 판단된다. 분석된 응력 결과는 7 mm에서 2 mm로 순으로 11.22, 13.28, 14.93, 16.28, 21.746 N/㎟로 나타났으며, 변화율은 18.37, 12.40, 9.07, 33.57%로 나타났다. 4 mm부터 Element Quality의 값이 0.75 이상으로 나타나 응력 변화율이 수렴될 것으로 예상했으나 2 mm에서 발산으로 나타났다. 이에 대한 정확한 원인을 아직 찾지 못하였으나, 향후 원인 규명과 ANSYS의 수렴기능을 활용하여 최적의 Element size와 Mesh 생성을 연구할 계획이다.

      • 농업용트랙터 무게중심위치 측정시스템 구축

        한태호 ( Tae-ho Han ),정성림 ( Sung-rim Jeong ),조태경 ( Tae-kyoung Cho ),남규철 ( Kyu-chul Nam ) 한국농업기계학회 2018 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.23 No.2

        트랙터 전복 시 운전자의 인명피해 예방을 위하여 캡 또는 2주식프레임형태의 보호구조물을 부착하고 있다. 이와 같은 전복사고는 트랙터의 무게중심위치와 밀접한 연관이 있으며, 보호구조물설계에 중대한 요소로 작용하고 있으나 무게중심 측정을 위해서는 국제표준인 ISO 789-6 「농업용트랙터 무게중심위치 측정방법」에 따라 작도 등 별도의 수작업을 해야하는 불편함이 있어, 이를 수식화하는 연구가 선행된바 있다. 이에 본 연구에서는 트랙터 무게중심을 자동으로 측정하는 시스템을 개발하고자 로드셀, 승하강리프트, 승하강 높이측정 센서 등을 활용하여 무게중심측정을 위한 하드웨어를 구성하고 데이터처리시스템에 선행 연구된 자동화 수식을 프로그래밍하여 트랙터 무게중심측정 시스템을 구축하였으며, 동일한 트랙터를 대상으로 ISO에 따른 작도법과 구축된 시스템의 측정결과가 일치함을 확인 하였다. 구축된 시스템은 별도의 수작업과 작도를 위한 프로그램이 불필요하며, 측정결과가 시험자의 작도 숙련도 등 오차발생 변수에 영향을 받지 않음으로 한층 더 신뢰성 있는 측정결과를 기대할 수 있으며 향후 국내외 관련표준 개정 등의 고도화를 추진하고자 한다.

      • 농업생산효율을 위한 생육환경모니터링 시스템 개발

        심종열 ( Jong Yeal Shim ),문석표 ( Seok Pyo Moon ),김용주 ( Yong-joo Kim ),임성오 ( Seong Oh Lim ),한태호 ( Tae Ho Han ),남규철 ( Kyu Chul Nam ) 한국농업기계학회 2018 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.23 No.2

        작물은 환경 조건에 따라 생육 상태, 병해, 환경장해 등이 발생하며, 이는 수확량의 수급 불균형을 초래하여 급격한 수확량 변동과 작물의 가격불안을 유발한다. 작물의 생육을 관리하기 위해서는 생육에 필요한 환경조건의 고려가 필요하다. 본 연구에서는 기후의 급변으로 인해 기존의 예측방법에 의해 예측하기가 더욱 어려워지고 있는 실정으로 특수한 환경에서의 기상데이터 획득에서 오는 문제점들을 극복하기 위한 안정적이고 효율적인 생육환경 모니터링 시스템을 개발하였다. 생육환경 모니터링 시스템은 생육환경 센서, 데이터 수집 장치, GPS로 구성되어 있으며, 생육환경 센서는 외기센서, 토양센서, 조도센서 등으로 구성되어 있으며, 데이터 수집 장치로는 마이크로 컨트롤러 보드인 Arduino (ATMEL, Mega 2560, USA)가 사용되어, 데이터 수집 장치에 삽입되는 메모리에 자동 저장되어지게 개발 하였다. 개발한 생육환경 모니터링 성능평가는 강우 전후의 환경데이터를 분석하였으며, 기상청에서 제공하는 실시간 환경데이터와 오차를 비교, 분석함으로써 수행되었다. 측정 주기는 예비시험에서 1시간 내에 대기 온·습도, 토양 온도·수분·전기전도도, 조도의 값이 급격하게 변화가 없는 것으로 판단되어 1시간 주기로 메모리에 자동으로 저장하도록 설정하였다. 생육환경 모니터링 시스템의 시험은 대전광역시에 위치한 충남대학교 부속 농장에 설치하였으며, 측정 결과, 생육환경 모니터링 시스템과 기상청의 대기온도와 습도는 유사한 경향을 보여 주었으나 비가 온 날은 다소 차이가 발생하였으며, 이는 생육환경모니터링과 기상청의 측정 위치에 차이가 있기 때문으로 판단된다. 대전지방기상청의 대기온도 및 대기습도의 오차는 각각 14%, 10% 으로 낮게 나와 개발된 시스템을 이용하여 작물의 생육환경 측정이 가능함을 알 수 있을 것으로 판단된다. 향후에는 무선통신 등을 활용하여 농민 또는 사용자에게 실시간으로 생육환경 정보를 제공하는 것이 필요할 것으로 판단된다.

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