• 한국융합학회논문지
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• 제11권5호
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• pp.165-173
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• 2020

무인 농기계의 출현으로 정밀 농업의 발전에 새로운 연구 콘텐츠가 등장했다. 무인 농기계의 핵심 기술 연구를 가속화시키기 위해 먼저 무인 농기계 지능 수준 분류가 일 차적 과제가 되어 왔다. 이에 본 연구는 무인 곡물 수확기, 작업, 운전 환경으로 구성된 복합 양방향 시스템을 연구 대상으로 하고, 무인 곡물 수확기의 지능화 수준을 등급화하고 분류하는 연구를 수행한다. 본 연구의 연구자들은 인적 개입 정도, 환경적 복잡성, 작업 복잡성으로 구성된 무인 곡물 수확기 차량의 평가 모델을 확립한다. 또한, 무인 곡물 수확기의 지능화 수준 등급화와 분류는 인적 개입 정도, 환경적 복잡성과 작업 난이도에 따라 이루어진다. 무인 농기계의 미래 발전 방향을 제시하고 있다.

• 농업생명과학연구
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• 제51권2호
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• pp.165-173
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• 2017

본 연구는 시험용 수집형 자주식 두류 수확기를 설계 제작하여 예취 건조된 나물 콩을 대상으로 수확작업 성능을 파악하였다. 수확시험은 수확기의 엔진 회전속도 2000, 2400, 2800rpm, 작업속도 0.6, 1.0, 1.4m/s의 설정에 따라 수집 손실비율, 배진 손실비율 등 수확손실과 수확된 곡물 품질로서 완전립 비율, 손상립 비율, 미탈곡립 비율, 이물질 비율을 분석하였으며, 그 외 수확된 나물 콩의 발아세와 발아율, 작물 재배 폭과 작업속도를 고려한 작업능률을 조사 분석하였다. 시험기는 운전조건이 엔진 회전속도 2800rpm, 작업속도 1.0m/s일 때 가장 좋은 작업 성능을 보인 것으로 판단되며, 이 때 수집 손실비율 약 2.7%, 배진 손실비율 약 0.5%, 총 손실비율 약 3.1%, 완전립 비율 약 99.3%, 손상립 비율 약 0.2%, 미탈곡립 비율 약 0.0%, 이물질 비율 약 0.2%의 작업 성능과 수확된 나물 콩의 발아세, 발아율은 약 100%, 71.7%를 보여 국외 보통형 콤바인 보다 곡물 손실이 적고, 수확 곡물의 품질도 높아 우수한 작업 성능을 보인 것으로 나타났다. 또한 시험기는 나물 콩의 수확시험 조건이 불량한 상태에서도 재배 폭이 약 2m인 3조 예취 건조 나물 콩을 약 1.0m/s의 작업속도로 수집 탈곡할 수 있어서 유효포장작업능률은 약 50a/h 정도일 것으로 판단되었다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제11권2호
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• pp.263-268
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• 2004

곡물냉각기를 이용하여 벼의 냉각특성을 구명하기 위하여 RPC의 원형빈에서 2회의 냉각실험을 실시하였다. 1차 냉각 실험은 하절기에 200 톤 규모의 원형빈에서, 2차 냉각실험은 수확기에 300 톤 규모의 원형빈에 저장된 벼를 대상으로 실시하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1차 냉각실험에서 초기곡온 23.6$^{\circ}C$, 함수율 19.3%인 벼180.3 톤을 14$^{\circ}C$까지 냉각시키는데 52.5시간이 소요되었으며, 냉각을 통해 함수율은 약 0.6% 감소하였다. 또한, 2차 냉각실험에서 초기곡온 16.1$^{\circ}C$, 함수율 19.2%인 벼 272.2 톤을 5.5$^{\circ}C$까지 냉각시키는데 78.0시간이 소요되었다. 1, 2차 냉각실험에서 냉각공기온도를 각각 8.0, 5.5$^{\circ}C$로 설정하였을 때, 곡물냉각기출구의 냉각공기온도는 각각 8.0$\pm$0.48$^{\circ}C$, 5.7$\pm$0.84$^{\circ}C$로서 정밀하게 제어되고 있음을 알 수 있었으며, 2차 냉각실험에서의 온도편차가 1차 냉각실험에서보다 높게 나타난 것은 냉각부하가 적었고, 외기조건이 급격하기 변화하여 압축기 무부하전자변, 재열기 및 증발기에 공급되는 고온고압 냉매가스량, 응축기 송풍기가 제어되었기 때문으로 판단되었다. 1차 냉각실험에서 곡물냉각기에서 냉각된 공기량은 평균77.5㎥/min인데 비해 곡물층을 통과한 냉각공기량은 42.5㎥/min에 불과해 약 45%의 냉각공기가 누설되어 이에 대한 방지책이 필요하였다. 냉각부하가 큰 하절기에 실시한 1차 냉각실험에서는 댐퍼만이 제어되었으며, 소요전력은 평균 22.1㎾를 나타낸 반면, 냉각부하가 적은 수확기에 실시한 2차 냉각실험에서는 압축기의 무부하전자변, 응축기 송풍기 등이 제어되었으며, 소요전력은 평균 17.4㎾로 나타나 하절기에 비하여 약 27%정도의 에너지가 절감된 것으로 나타났다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.78-78
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• 2017

현재 국내에 공급되고 있는 잡곡류 수확기는 보행형 예취기, 탈곡기 위주의 저능률 기계화 수준으로 고능률의 콤바인 수확기 개발이 필요하며, 특히 잡곡류가 소규모 경작지의 영세농가 위주로 재배되어 저가격의 소형 콤바인 수확기 개발이 절실히 요구되고 있다. 따라서 본 연구는 소규모 밭의 두류 및 잡곡 수확작업에 적응성이 뛰어나며, 농기계 임대사업소의 활용도를 높일 수 있고, 여성과 고령자도 쉽게 운전할 수 있어 수확작업의 노동력을 크게 절감할 수 있는 저가격의 25kW급 자주식 소형 콤바인을 개발하고자 시작기를 설계 제작하였다. 시작기의 주요부로 엔진은 25kW/2600rpm 3기통 디젤엔진을 탑재하였으며, 동력전달부는 주변속 3단, 부변속 2단의 선택맞물림 기어식의 변속장치를 이용하였다. 주행부는 궤도형으로 조향클러치와 습식 원판식 제동장치를 채용하였다. 전처리부는 선단거리 1700 mm의 디바이더와 상하좌우 수동 조절되는 회전속도 약 42 rpm의 정오각형 릴로 구성하였으며, 전처리부의 최대 승강높이는 740 mm이었다. 작물이송부는 돌기부착 오거와 체인컨베이어로 구성되어 있으며, 탈곡부는 단동형 축류식의 직경 440 mm, 길이 1180 mm의 급동과 높이 65 mm, 지름 10 mm의 46개 강봉형 급치, 격자형 수망으로 구성하였으며, 회전속도는 약 325 rpm으로 작동하도록 하였다. 선별 정선부는 요동 송풍선별식으로 곡립판, 볏짚체, 곡립체, 송풍팬으로 구성하였고 송풍팬의 회전속도는 약 850 rpm, 요동진동수는 약 5.8 Hz로 작동하도록 하였다. 곡물이송부와 재처리부는 수평이송 외경 103 mm, 수직이송 외경 110 mm의 피치가 모두 82 mm인 스크류컨베이어를 이용하였으며, 곡물탱크는 용량이 250 로 2개의 배출구로 곡물을 포대에 담도록 하였다. 그 외 시작기는 운전조작부, 유압장치부, 전기장치부 등을 갖도록 설계 제작하였다. 전체적인 기체의 크기는 길이${\times}$폭${\times}$높이 $3935{\times}1900{\times}2440mm$이었으며, 기체 중량은 약 1753 kg이었다. 콩 대상 기초 성능시험 결과 시작기의 작업속도는 약 0.5 m/s, 작업능률은 약 11 a/h로 나타났다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제11권2호
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• pp.269-275
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• 2004

곡물냉각기를 이용한 벼 건조 및 저장시스템의 최적 운영조건을 구명하기 위하여 Box의 complex algorithm을 기초로 한 최적화 프로그램을 개발하였다. 개발한 최적화 프로그램을 이용하여 반입물량에 따른 시스템의 소요비용이 최소화되는 최적 1차 건조 후 함수율과 건조 및 냉각기의 최적소요 대수를 결정하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같았다. 벼의 건조비용은 최종함수율이 낮을수록 증가하였으며, 톤당 건조비용은 6 톤 건조기에 비해 20 톤 건조기를 사용하는 경우가 낮게 나타났으며, 수확기간 중 총반입물량이 3,000톤 이하인 시설에 필요한 곡물냉각기는 1대였으며, 그 이상의 반입물량을 갖는 시설에서는 곡물냉각기가 추가로 필요하였다. 곡물냉각기를 이용할 때 총반입물량에 따라 건조기에서 1 차 건조 후 최적 함수율은 약 17.2∼19.8%범위로 나타났으며, 건조기 및 냉각기의 최적 소요대수를 제시하였다. 곡물냉각기를 이용함으로써 건조능력을 50%이상 향상시킬 수 있으며, 건조비용을 10%이상 절감할 수 있는 것으로 나타났다. 곡물냉각기를 이용한 벼 건조 및 저장시스템에 소요되는 톤당 최소비용은 6 톤 및 20톤 건조기를 사용할 경우 각각 28,464∼33,317 원 및 20,588∼26,511 원으로 관행적인 방법에 비해 2.6∼27.3%의 비용절감효과가 있는 것으로 나타났다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 1999년도 하계 학술대회 논문집
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• pp.191-198
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• 1999

식량의 증산을 위해서 신품종 개발과 재배기술 못지 않게 중요한 것은 수확 후 곡물의 손실을 줄이고, 고품질의 쌀을 생산하기 위한 건조, 저장, 도정, 포장 및 유통 등 수확후 처리 기술의 확립이라 할 수 있다. 고 등(1993)은 도정 공정중에 발생하는 손실은 대부분이 정백과정에서 발생하므로 정백수율, 완전미수율 및 정백 효율을 극대화시키기 위해서는 정미기의 특성을 고려하여 여러 가지 형태로 정백 시스템을 구성해야 한다고 하였다. 따라서 도정수율과 품위를 높일 수 있도록 정백시스템을 구성하는 것은 매우 중요하다 하겠다. (중략)

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2002년도 동계 학술대회 논문집
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• pp.529-538
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• 2002

콤바인 곡물 포대 자동화장치개발은 콤바인 운전자 및 작업자의 피로경감과 안전보호 및 작업성능의 향상을 기하기 위하여 행하여 졌으며, 본 연구의 개발은 기존의 콤바인 작업이 2명이 소요되는 것을 운전자 1명이 수확작업을 할 수 있도록 하며, 노동력의 절감과 작업의 편리성을 도모하고자 하였다. 이러한 본 연구의 결과는 다음과 같다. 1) 곡물 포대의 정 위치화를 위해서 용량형 근접위치센서를 설치하였으며, 포대의 과다이송에 따른 모터의 부하를 최소화 하기위해 선단부와 슈트부에 각각 위치센서를 설치하여 포대의 위치를 제어하였다. 2) 곡물 투입장치부의 작동은 공기압축기와 공압실린더를 이용한 공압시스템을 사용하였으며, 곡물의 투입량제어는 슈트부 게이트의 열림시간을 제어하여, 곡물의 투입량을 제어하였다. 3) 포대 배출장치는 이송장치로부터 이송되어진 충진된 포대를 제 2의 포대가 충진하는 영역 밖으로 밸트 컨베이어를 이용 이송하도록 하였다. 4) 포대는 B3 포대의 경우가 가장 투입량이 많은 것으로 나타났으며, 가진을 한 경우가 하지 않은 경우보다 비교적 투입량이 많은 것으로 나타났다. 본 연구에서 개발된 포대 자동화장치에서는 포대의 가진 장치를 장착하지 않았으며, 실험은 인위적으로 가진을 하여 실행하였으며, 향후 전체적인 장치의 성능 향상을 위해서 포대의 가진 장치가 필요한 것으로 나타났다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제16권2호
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• pp.142-147
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• 1991

곡물을 수확하는데 필요로하는 동력의 상당부분이 탈곡부 급동에서 소요된다. 예취된 작물 전부가 탈곡부에 투입되는 콤바인의 경우 급동 소요동력이 전체 소요동력의 80%까지 되기도 하며, 축류식의 경우가 보통형인 경우보다 높은 급동 소요동력을 보인다. 수확된 곡물의 가치가 작업기의 동력비 및 운영비 보다 커야하므로, 급동 소요동력모델은 경제성을 고려한 콤바인의 설계 및 작동을 유도해 내는데 기본이 된다. 본 논문에서는 콤바인 급동의 소요동력을 예측하기 위해 탈곡현상에 기초를 둔 수학적 모델을 개발하였다. 급동에 부착된 라습바(rasp-bak)의 수, 수망과 급동의 간격, 수망의 길이, 공급물의 두께, 공급율, 급동회전속도 둥의 변수들을 포함한 수식이 개발되었으며 급동의 크기에 의한 영향도 고려되었다. 개발된 모델은 측정된 자료와 잘 일치했으며 ($R^2$=0.9) 높은 신뢰도를 보였다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 1999년도 하계 학술대회 논문집
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• pp.165-170
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• 1999

정밀농업의 기본개념은, 작물 생육상태를 포함한 포장정보가 위치마다 다르므로 포장정보에 따라 위치별로 적합한 농자재 투입과 생육관리를 통하여 수확량은 극대화하면서도 불필요한 농자재의 투입을 최소화해서 농자재 낭비와 환경오염을 줄이는 것이다. 이러한 정밀농업을 위해서는 무엇보다도 다양한 위치별 포장정보를 정확하고 빠르게 수집하는 기술이 선행되어야 한다 포장정보는 일반적으로 비교적 장기간에 걸쳐 변화가 일어나는 정보와 단기간에 변화가 일어나는 정보 두 가지로 나누어 볼 수 있다. 장기간에 걸쳐 변화가 일어나는 정보는 포장의 크기 및 형태, 진입로, 수로, 토성, 토양 유기물 함량 등이고, 단기간에 변화가 일어나는 정보는 병충해, 성장중인 작물의 건강상태 등을 예로 들 수 있다. 이러한 정보 중 단기간에 변화가 일어나는 정보는 빠른 시간 내에 적절한 처리를 해 주어야만 수확량 및 수확된 곡물의 질에 미치는 나쁜 영향을 최소화할 수 있으며, 실시간으로 분석이 되어야만 작업기를 이용한 정밀한 포장관리가 가능하다. (중략)

• 한국식품저장유통학회지
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• 제11권2호
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• pp.250-256
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• 2004

국내의 기상조건 및 벼의 수확후 처리여건에 적합한 곡물냉각기를 개발하고, 냉각능력, 재열능력, 가열능력, 소요전력 및 성능계수 등의 성능을 측정하여 설계조건에 적합한지를 분석하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 압축기 무부하전자변과, 재열기 및 증발기에 고온고압의 냉매가스를 공급하여 냉각능력을 0∼100%까지 제어할 수 있고, 온도 5$^{\circ}C$이상, 상대습도 54∼95%의 정온정습 공기를 발생할 수 있는 1일 최대 벼 200톤을 냉각할 수 있는 곡물냉각기를 개발하였다. 이 곡물냉각기의 최대냉각능력은 35,284㎉/hr, 송풍량 및 정압은 각각 120㎥/min, 279mmAq이었으며, 재열기를 통한 냉각공기의 최대 온도상승 및 상대습도의 저하범위는 각각 7.6∼8.6$^{\circ}C$, 34.5∼41.0%이었으며, 최대가열능력은 5.6$^{\circ}C$이었다. 또한, 최대 소요동력은 22.8㎾이었으나, 압축기의 무부하 전자변이 작동될 때는 총소요동력의 33.3%, 압축기 소요축동력의 44.7%가 절약되는 것으로 나타났으며, 제어조건에 따라 전체소요동력의 26.7～33.3%정도가 절약되는 것으로 나타났으며, 냉동시스템의 성능계수는 과냉각으로 인해 표준냉동사이클하에서의 4.0보다 높은 4.71이었으며, 전성능계수는 1.8로 나타났다.