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- 저자 : 박우준 ( Woo-jun Park ) (검색결과 11 건)
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박우준 ( Woo-jun Park ),김명신 ( Myeong-sin Kim ),국효혁 ( Hyo-hyeok Kook ),양규원 ( Kyu-won Yang ),김혁주 ( Hyuck-joo Kim ) 한국농업기계학회 2021 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.26 No.2
최근 기후변화에 대응하기 위한 탄소중립 기술개발에 대한 관심이 크게 높아졌으며, 농업분야에서도 바이오매스를 활용한 에너지화 연구들이 진행되고 있다. 바이오매스를 활용한 연료 중 펠릿은 저렴한 가격, 취급 용이성 등의 장점을 가져 바이오에너지 중에서 많이 사용되고 있다. 다양한 바이오매스 자원 중에서 케나프는 경작지 1헥타르의 면적은 재배 한 주기 동안 대기 중 약 30~40톤의 이산화탄소를 흡수할 수 있다고 알려져 있어 바이오에너지 작물로서 크게 주목받고 있으며, 미이용산림자원은 현재도 많은 양이 에너지로 활용되고 있다. 본 연구에서는 목질계 바이오매스인 케나프와 미이용산림목재를 이용한 바이오매스 연료를 제조할 수 있는 펠렛기를 제작하여 펠렛 제조 성능과 제조된 펠렛의 연료적 특성을 분석하였다. 공시재료로는 케나프와 미이용 소나무 유래 목분을 사용하였으며, 혼합비율을 5:5, 6:4, 7:3, 8:2, 9:1, 10:0으로 6가지로 구분하였고, 펠렛 원료의 함수율은 10, 15, 20 %(w.b.)로 조성하여 펠렛을 제조하였다. 펠릿은 10kW급의 펠릿 제조기를 통해 제조하여 시간당 제조된 펠릿의 양을 측정하여 펠렛기의 작업성능을 분석하였다. 또한, 제조한 펠릿의 품질을 알아보기 위하여, 겉보기밀도, 함수율, 발열량 및 연료의 공업분석(휘발분, 회분, 고정탄소 등)을 실시하였으며 펠릿의 품질기준은 국립 산림 과학원 고시 목재펠릿 및 환경부 고시 바이오 고형연료 품질기준으로 펠릿의 등급을 산정하였다. 시험결과, 제조된 펠릿의 겉보기밀도, 함수율, 발열량등을 측정한 결과 겉보기밀도의 경우 약 1000kg/m3, 함수율 약 6%, 발열량 약 4,500kcal/kg으로 나타났으며 회분 함량이 4.9%로 다른 소재의 펠릿보다 낮은 수치임을 확인하였고 국립 산림 과학원 고시 펠릿의 등급을 기준으로 펠릿의 등급을 측정한 결과 겉보기밀도, 함수율, 발열량, 회분에서 1등급이 되는 것을 확인하였다.
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자주식 배추수확기 개발을 위한 보행형 예취부 시험 장치 제작 및 성능평가
박우준 ( Woo-jun Park ),이상윤 ( Sang-yoon Lee ),양규원 ( Kyu-won Yang ),김혁주 ( Hyuck-joo Kim ) 한국농업기계학회 2021 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.26 No.1
배추는 한국의 대표적인 음식 중 하나인 김치의 주재료로 가장 많이 소비되고 생산을 하는 채소이다. 하지만 높은 소비에 비해 재배 과정은 대부분 인력에 의존하고 있어 기계화율이 매우 낮은 상태이다. 특히, 가장 많은 노동력과 시간이 요구되는 수확 과정에서는 더욱 기계화 및 자동화 시스템이 절실한 상태이다. 따라서 본 연구에서는 자주식 배추수확기 개발을 위해 보행형 배추 예취 장치를 제작하고 현장에서 배추를 절단하기 위한 예취부 내 회전날의 속도, 가이드 플레이트의 각도 및 위치를 제어하여 성능을 평가하였다. 또한, 지역의 환경 조건에 따른 피복 비닐 유·무를 고려하여 수확 시 동시에 피복 비닐을 제거하는 장치를 추가로 구성하여 실험을 수행하였다. 시험 결과, 절단높이 10 mm, 자세는 수평, 주행속도는 0.2 m/s로 고정하고 회전날의 속도를 300, 350 rpm으로 설정하여 각각 20포기의 배추를 예취하였을 때 절단 성공률은 300 rpm에서 85%, 350 rpm에서 90%로 나타났다. 또한, 가이드 플레이트 위치에 따른 절단 평가에서는 절단 높이와 자세는 이전 실험과 같고 가이드 플레이트 위치는 칼날 중심을 기준으로 0, 75, 150 mm로 설정하였다. 각 위치에 따른 각도는 0, 5, 10°로 설정하였다. 절단 결과, 0 mm의 플레이트 위치에서 0, 5도 각도로 절단 하였을 때 뿌리 절단이 가장 양호한 것으로 나타났고 75, 150 mm와 같이 칼날 중심에서 거리가 멀어질수록 절단상태가 불량했다. 또한 0, 5, 10도의 각도에서는 각도가 커질수록 뿌리 절단 결과가 좋지 않은 것을 확인할 수 있었다. 마지막으로 피복 비닐 제거를 하면서 배추 예취를 평가하는 시험 결과에서는 피복 비닐이 없었을 때 보다 조금 낮은 성공률인 300 rpm에서는 85%, 350 rpm에서는 80%의 결과를 나타내었다. 작업 시 칼날하단 지지부가 피복 비닐에 걸리거나 두둑 속으로 파묻혀 작업을 할 수 없는 상황이 발생되어 조금 낮은 확률로 절단된 것으로 판단된다. 추후, 비닐 절단 후에도 지면상에서 칼날 하단 지지부의 위치가 지면상에 유지 할 수 있는 장치를 개발할 필요가 있다.
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박우준(Woo-Jun Park),양규원(Kyu-won Yang),김혁주(Hyuck-Joo Kim),이상윤(Sang-Yoon Lee),정보라(Bo-RA Jung),김정실(Jung-Sil Kim) 한국산학기술학회 2021 한국산학기술학회논문지 Vol.22 No.2
매실 장아찌를 만들기 위해서는 매실 세척, 소금물 침지, 씨 및 과육 분리, 불순물 제거, 설탕 절임의 과정을 필요로 한다. 대부분의 농가에서 매실 씨 및 과육 분리 작업이 수작업으로 진행되어 이에 많은 노동력을 필요로 하며 이로 인해 매실 장아찌의 가격이 비싸다. 이를 해결하기 위해서 자동식, 반자동식 매실 씨 및 과육 분리기를 설계 및 제작하였다. 설계 과정에서 일반 매실과 소금물 침지 매실 간의 물성 비교, 매실의 자세와 칼날 종류, 형태에 따른 최대 압축력 및 회수율을 비교하였고 제작 후 현장 시험을 통해 작업성능을 파악하였다. 그 결과, 매실에 드는 힘을 최소로 하기 위해서 자동식 기계의 경우 매실을 180도로 정렬하고 6개의 역방향 칼날을 사용하였다. 그리고 반자동식 기계의 경우 매실을 180도로 정렬하고 6개의 칼날을 사용하였다. 앞선 조건에서 과육 회수율은 각각 68%, 57%의 과육 회수율이 나타났으며 작업성능은 각각 80kg/h, 62kg/h로 나타났다. 본 연구 결과를 통해 매실 장아찌 작업공정의 기계화를 통해 기존에 비해 노동력 절감이 이루어지고 이를 통해 매실 장아찌의 시장가치를 높일 수 있을 것으로 판단된다. The production of plum jangachi requires the cleaning of plums, immersion in saltwater, separation of seed and pulp, removal of impurities, and addition of sugar. In most farms, the separation of plum seed and pulp is carried out manually, requiring considerable labor, which is why plum jangachi is expensive. To solve this problem, this study designed and manufactured automatic, semi- automatic plum seed and pulp separators. During the design process, the characteristics were compared, and the machine power was determined through on-site test after manufacture. As a result, automatic machines used plums 180° arrayed and six reverse-edged blades, semi-automated plums 180° arrayed, and six blades, each with a 68% and 57% pulp recovery rate and a machine power of 80 kg/h and 62 kg/h respectively. Overall, the mechanization of plum processed food will reduce labor and increase the market value of plums compared to the previous method.
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박성진(Sung-Jin Park),이상윤(Sang-Yoon Lee),박우준(Woo-Jun Park),양규원(Kyu-Won Yang),모하모드 알리(Mohammod Ali),김혁주(Hyuck-Joo Kim) 한국산학기술학회 2021 한국산학기술학회논문지 Vol.22 No.12
본 연구에서는 배추 수확 요인시험을 위한 시뮬레이션 장치 및 모형 배추를 설계 및 제작하였고, 시험을 통해 3D 프린트로 제작한 모형 배추와 실제 배추의 결과를 비교 및 분석하였다. 이론분석을 통해 작업속도 0.15 ㎧ ~ 0.2 ㎧, 이송 벨트 각도 25° ~ 35° 일 때, 이론적 이송 벨트의 적정 이송 속도는 작업속도보다 1.11 ~ 1.22배 빨라야하는 것으로 계산되었으나, 인발 및 뿌리 절단 시험에서 적정 이송 속도는 1.8배로 나타났다. 이때, 모형은 뿌리의 절단 저항으로 인해 평균 11 ~ 13° 기울어진 각도 및 기준보다 11 ~ 16 ㎜높은 위치에서 절단되는 결과가 나타났다. 실제 배추의 경우, 평균 절단각도가 1°로 적절한 절단각도를 보여주었지만, 적정 절단 평균 16 ㎜보다 높은 평균 19 ㎜, 표준편차 11 ㎜, 위치에서 절단되었다. 이송 시험 결과, 이송 벨트가 모형 배추의 적정 파지 범위를 파지하면 대형에서 소형까지 60 ~ 80 % 정도의 이송률을 보여주었다. 실제 배추는 유사한 크기의 모형 배추 시험과 같은 조건에서 30개의 배추 중 25포기가 목표지점까지 이송되었다. This study designed and manufactured a simulator and a model Chinese cabbage for the cabbage harvest factor test. Subsequently, the results of harvesting for the 3D printed model Chinese cabbage and the actual Chinese cabbage were compared and analyzed. Moreover, with a working speed of 0.15 m/s to 0.2 m/s and a conveying belt angle of 25 to 35 degrees, it was theoretically calculated that the proper conveying speed of the conveying belt should be 1.11 ~ 1.22 times the working speed. Similarly, the proper feed rate was found to be 1.8 times the working feed rate. In addition, the model was cut at an average angle of 11 ~ 13° and 11 ~ 16 ㎜ higher than the standard due to the cutting resistance of the root. The average cutting angle was 1° for the actual Chinese cabbage, which is usually deemed an appropriate cutting angle. However, the inner leaf was damaged in 5 out of 8 Chinese cabbages used for the test as the cabbages were cut at a position higher than the appropriate cutting height. The result of the conveying test showed that when the conveying belt grips within the proper gripping range of the model cabbage, the result was a conveying rate of about 60 to 80% for large to small cabbages. Since the Chunkwang cabbage is similar in size to the small model, the conveying test for the Chunkwang cabbage was carried out under the same conditions as the test conditions of the small model. In the case of actual Chinese cabbage, 25 out of 30 Chinese cabbages were conveyed to the target point under the same conditions as the model cabbage test of similar size.
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김명신 ( Myeong-sin Kim ),박우준 ( Woo-jun Park ),박성진 ( Seong-jin Park ),양규원 ( Kyu-won Yang ),김혁주 ( Hyuck-joo Kim ) 한국농업기계학회 2022 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.27 No.1
배추는 한국에서 대표적인 김치의 주재료로 이용되고 있으며 1인당 연간 소비량은 37kg 수준으로 전체 채소 소비 비중 중 유일하게 30%를 넘는 것으로 나타난다. 하지만 배추는 높은 소비량을 가짐에도 불구하고 재배 과정은 대부분 인력에 의존하고 있어 많은 노동량이 요구되는 수확과정에서 기계화 시스템이 절실하다. 따라서 본 연구에서는 동역학 해석 프로그램을 이용하여 설계한 배추수확기용 예취·이송 장치부의 거동을 해석하였다. 해석을 위하여 실제 장치를 3D로 설계한 이송부 롤러, 스프링, Flexible Shell Belt, Dummy Frame 등으로 모델링하였고 추가적으로 배추 모델과 Ground 등으로 구성하였다. 동역학 해석 프로그램인 RecurDyn을 활용하여 설계한 배추수확기 이송장치부의 원활한 배추 이송에 필요한 벨트의 이송속도와 벨트-배추 접촉 부분의 응력을 예측하였다. 또한 계산 결과 예측된 응력값, 이송벨트와 배추 간의 접촉 면적 및 마찰계수를 설정하여 이송 중인 배추의 벨트 이탈 여부를 확인하였다. 배추 수확작업시의 기체의 주행속도는 0.2m/s와 0.15m/s, 지면과 이송부 각도는 25°, 30°, 35°로 설정하여 총 6가지 경우를 설정하였고, 배추 무게는 2.6kg로 설정하여 벨트의 각 텐셔너와 롤러 사이 7부분에서의 응력을 계산하였다. 해석결과, 벨트의 이송 속도는 기체의 이송속도 0.15m/s, 각도 25°일 때 최소값 0.166m/s로 계산되었으며 기체의 이송속도 0.2m/s, 각도 35°일 때 최대값 0.244m/s로 계산되었다. 이에 따른 벨트 구동풀리의 회전속도는 4.6 rad/sec 이상으로 유지되어야 한다. 벨트에 걸리는 응력은 기체의 이송속도 0.2m/s, 각도 30°를 유지하는 경우 투입구에서 최대 값 1.5N/mm2, 배출구 직전에서 최소값은 0.25N/mm2로 계산되었다. 계산된 응력값과 접촉면적 및 배추-벨트간 마찰계수를 이용하여 계산된 배추에 작용하는 벨트의 수직 마찰력은 110 N 이상으로 나타나, 수확후 이송시 벨트의 배추 파지력은 충분하다고 판단되었다.
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매실 과육 자동 분리기를 이용하여 제조한 매실장아찌의 품질, 안전성 및 관능특성
이상윤(Sang-Yoon Lee),박우준(Woo-Jun Park),김혁주(Hyuck-Joo Kim) 한국산학기술학회 2021 한국산학기술학회논문지 Vol.22 No.2
매실은 생과로 섭취하기 보다는 가공하여 많이 섭취하는 대표적인 과실이다. 본 연구에서는 매실의 가공식품중 하나인 장아찌를 제조하였는데 인력에 의존하던 씨 분리 및 과육 절단 작업을 기계화를 적용하여 자동으로 작업이 가능하게 하고 그 과정에서 제조 방법의 변형이 있었다. 이렇게 제조된 매실 장아찌의 미생물 검출 및 착색료와 보존료 검출 분석을 통해 품질과 안전성을 평가하였고 관능평가를 통해 외관, 향, 맛, 식감, 기호도를 알아보았다. 그 결과, 현재 시중에 판매되고 있는 매실 장아찌와 비교하였을 때 2.7±0.1 Log CFU/g으로 일반세균에서 평균보다 다소 높은 수치가 나왔으나 그 차이가 미미하였다. 나머지 대장균, 착색료, 보존료는 모두 불검출되어 품질 및 안전성은 양호하였다. 관능평가에서는 통계적으로 큰 차이가 없었고 외관에서는 시중에 판매되고 있는 제품들 보다 좋은 평가를 받았다. 본 연구결과를 통해 매실 가공식품의 기계화를 적용할 수 있는 기반을 마련하고 주산지의 지역 경제 활성화를 촉진하고 시장경쟁력 측면에서도 충분하다고 판단된다. Plum is a typical fruit that is consumed processed rather than raw. In this study, we manufactured one of the processed foods, viz., plum Jangachi. In this process, the manpower-dependent seed separation and flesh cutting operations were automated by mechanizing, thereby altering the manufacturing process. Quality and Safety were assessed through microbial evaluation, analysis of color, and detection of preservatives in the plum Jangachi. Preference factors were identified through sensual evaluation. When compared with other plum Jangachi currently available in the market, our product was determined to contain 2.7±0.1 Log CFU/g total aerobic bacteria, which is slightly higher than the average of other products. This was not surprising, as the figures are due to the inherent characteristics, which were determined to be lower as compared to other commercial plum Jangachi. Other coliforms, tar dyes, and preservatives were undetected, thereby conferring satisfactory Quality and Safety. In general, there was no statistical difference in the sensual evaluation and appearance; overall, our product received better feedbacks than products on the market. Taken together, our results provide a foundation for applying the mechanization of plum-processed foods, thereby promoting the local economy in the main production area, and overall characteristics obtained are regarded sufficient in terms of market competitiveness.
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장은채(Eun-Chae Jang),박성진(Seong-Jin Park),박우준(Woo-Jun Park),배영환(Yeonghwan Bae),김혁주(Hyuck-Joo Kim) 한국콘텐츠학회 2021 한국콘텐츠학회논문지 Vol.21 No.2
본 연구에서는 매실에 가장 큰 피해를 주는 복숭아 씨살이좀벌의 방제 적기 안내를 위해 3D 영상을 활용한 매실 인식 및 크기 추정 프로그램을 통해 매실 크기를 예측하였다. 3차원 영상 측정이 가능한 Kinect 2.0 Camera 및 RealSense Depth Camera D415를 사용하여 야간 영상 촬영을 진행하였다. 획득한 영상을 토대로 MATLAB R2018a를 이용하여 영상 전처리, 크기 추정이 가능한 매실 추출, RGB 및 Depth 영상 정합 및 매실 크기 추정의 4단계로 구성된 매실 인식 및 추정 프로그램을 구현해 매실 성장 단계를 고려하여 2018년의 5개 영상 및 2019년의 5개의 영상을 분석하였다. 10개 영상에 대해 프로그램을 구동하여 얻은 결과를 통해 매실 인식률의 평균 61.9%, 매실 인식 오류율 평균 0.5% 및 크기 측정 오차율 평균 3.6%를 도출하였다. 이러한 매실 인식 및 크기 추정 프로그램의 지속적인 개발은 향후 정확한 열매 크기 모니터링 및 복숭아 씨살이좀벌의 적기 방제 시스템 개발을 가능하게 할 것으로 예상한다. In this study, size of the fruit of Japanese apricot (plum) was estimated through a plum recognition and size estimation program using 3D images in order to control the Eurytoma maslovskii that causes the most damage to plum in a timely manner. In 2018, night shooting was carried out using a Kinect 2.0 Camera. For night shooting in 2019, a RealSense Depth Camera D415 was used. Based on the acquired images, a plum recognition and estimation program consisting of four stages of image preprocessing, sizeable plum extraction, RGB and depth image matching and plum size estimation was implemented using MATLAB R2018a. The results obtained by running the program on 10 images produced an average plum recognition error rate of 61.9%, an average plum recognition error rate of 0.5% and an average size measurement error rate of 3.6%. The continued development of these plum recognition and size estimation programs is expected to enable accurate fruit size monitoring in the future and the development of timely control systems for Eurytoma maslovskii.
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