등검은말벌집 방제용 드론 약액 살포장치 설계 및 제작 = Design & Production of Pesticide Spraying System For the Control of Vespa-velutina nest Using Agricultural Drones

국문 초록 (Abstract)

2003년 국내 유입된 외래종 등검은말벌(Asian Hornet)은 2016년 전국으로 확산되어 양봉 농가에 큰 피해(꿀벌 봉군 전체의 약 30% 이상)를 주고 있다(Kim et al., 2017, Yu et al., 2020.). 이에 따른 방제 비용과 피해액은 연간 약 1,750억원 이상이 발생하는 것으로 추정하고 있다(Kim, 2017).
양봉장 주변의 나무 높은 곳에 위치하고 있는 등검은말벌을 퇴치하기 위해서는 여왕벌이 서식하는 말벌집을 물리적으로 제거하거나 화학적 살충 방제하는 것이 효과적이다. 이에 최근 농업에 활발히 보급되고 있는 방제용 드론을 개량해 말벌집에 직접 약액을 살포하는 기술 개발이 필요하다(YU, et. al., 2020).
본 연구에서는 선행 말벌집 퇴치 현황 등 설계요인을 분석한 결과를 기초로 하여 드론에 탑재가 가능하고 말벌집에 직접 살충제를 분사할 수 있는 드론용 살포장치를 설계 제작하였다.
드론용 약액 살포장치는 선행된 설계요인을 분석하여 물리적 제거와 화학적 살충 방법 각각의 강점을 복합적으로 사용하여 상호 보완할 수 있도록 설계하였다. 드론용 약액 살포를 위하여 살포 분사대(카본 φ10mm X 1m, 직분사노즐, 모터펌프(9bar 이상), 타깃팅용 영상모니터링 장치, 살포 각 제어장치 등으로 구성하였다. 또한 말벌집 표면은 물에 잘 젖지 않는 특성이 있어 분사 약액만으로 말벌집 전체 살충에 어려움이 있어 말벌집 표면에 구멍을 뚫어 살충액을 내부까지 침투시키고자 하였다.
이에 말벌집으로부터 3~5m 거리에서 약액 살포와 동시에 말벌집 표면에 구멍을 뚫을 수 있는 타공장치를 제작하였다. 이 타공장치는 공기압축 방식의 전동식 공기압축 실린더를 사용하였으며, 이 실린더에 장착이 가능한 원형 탄환을 적용하여 실린터 압축력으로 이 탄환이 날아가 말벌집 표면을 타공할 수 있도록 하였다. 이와 같이 제작된 타공장치는 분당 최대 300회 구멍을 뚫을 수 있으며, 동시에 약액을 말벌집 내부까지 분사해 살충 효과를 높일 수 있도록 제작 하였다.