• Journal of Biosystems Engineering
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• 제41권4호
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• pp.408-417
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• 2016

Purpose: Yield monitoring systems are an essential component of precision agriculture. They indicate the spatial variability of crop yield in fields, and have become an important factor in modern harvesters. The objective of this paper was to review research trends related to yield monitoring sensors for grain crops. Methods: The literature was reviewed for research on the major sensing components of grain yield monitoring systems. These major components included grain flow sensors, moisture content sensors, and cutting width sensors. Sensors were classified by sensing principle and type, and their performance was also reviewed. Results: The main targeted harvesting grain crops were rice, wheat, corn, barley, and grain sorghum. Grain flow sensors were classified into mass flow and volume flow methods. Mass flow sensors were mounted primarily at the clean grain elevator head or under the grain tank, and volume flow sensors were mounted at the head or in the middle of the elevator. Mass flow methods used weighing, force impact, and radiometric approaches, some of which resulted in measurement error levels lower than 5% ($R^2=0.99$). Volume flow methods included paddle wheel type and optical type, and in the best cases produced error levels lower than 3%. Grain moisture content sensing was in many cases achieved using capacitive modules. In some cases, errors were lower than 1%. Cutting width was measured by ultrasonic distance sensors mounted at both sides of the header dividers, and the errors were in some cases lower than 5%. Conclusions: The design and fabrication of an integrated yield monitoring system for a target crop would be affected by the selection of a sensing approach, as well as the layout and mounting of the sensors. For accurate estimation of yield, signal processing and correction measures should be also implemented.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.204-208
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• 2013

In this study, $KNbO_3$-substituted (Li,Na,K)(Nb,Sb,Ta)$O_3$ ceramics were investigated to develop Pb-free composition ceramics for multilayer actuator and energy harvester applications. The X-ray diffraction analysis indicated that all samples were pure perovskite phase and no secondary phase was found. A tetragonality as a function of $KNbO_3$ substitution showed the maximum value at 1.5 mol% $KNbO_3$ and then decreased. The SEM image analysis showed the maximum grain size of $3.14{\mu}m$ at 1.5mol% $KNbO_3$. In the composition ceramics with 1.5 mol% $KNbO_3$ sintered at $1,100^{\circ}C$, excellent properties of density= 4.75 $g/cm^3$, electromechanical coupling factor ($k_p$)= 0.50 and piezoelectric constant($d_{33}$)= 290 pC/N were obtained, respectively, suitable for piezoelectric actuator and energy harvester applications.

• 한국약용작물학회지
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• 제5권4호
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• pp.284-288
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• 1997

농가(農家)에 보급(普及)된 수도용(水稻用) 콤바인의 이용효율(利用效率)을 높이고 농가소득 증대(農家所得 增大)에 기여(寄與)하기 위해 율무의 콤바인 수확적기(收穫適期)를 구명(究明)하고자 수확시기(收穫時期)를 개화기후(開花期後) 40일, 50일, 00일, 70일에 실시(實施)하시여 얻은 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 작업효율(作業效率)은 개화기후(開花期後) 50일 이후(以後)에는 2조 수확(收穫)) 가능(可能)하였고, 작업속도(作業速度)는 개화기후(開花期後) 50일 이후(以後)에는 0.26m/s였고 이론상의 작업능력(作業能力)은 개화기후(開花期後) 60日 이후(以後)는 11.23a/hr였다. 2. 수분함량(水分含量)은 수확시기(收穫時期)가 늦어질수록 낮아져 경엽(莖葉)의 수분함량(水分含量)은 $69.7{\sim}55.3%$ 였고, 종실(種實)의 수분함량은 개화기후(開花期後) 60일 이후(以後)에는 34.2%정도로 안정 되었다. 3. 수확시기(收穫時期)가 늦어질수록 등숙립(登熟粒)은 증가(增加)하였고, 미숙립(未熟粒)과 검불은 감소(減少)하였는데, 개화기후(開花期後) 60일 이후(以後)에는 검불의 혼입율이 1.8%미만이었다. 4. 개화기후 40일부터 70일까지 10일 간격으로 조사한 결과, l 중은 수확시기(收穫時期) 가 늦어질수록 무거워졌으나, 10a당(當) 종실수량(種實收量)은 개화기후(開花期後) 60일에서 가장 무거웠다. 5. 율무의 수도용(水稻用) 콤바인을 이용한 수확적기(收穫適期)는 회귀분석(回歸分析) 결과(結果) 개화기후(開花期後) 68 일경(日頃)이었다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제16권2호
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• pp.124-132
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• 1991

This study was carried out to obtain the information needed in the development of forward speed control system and the improvement of combine performance. The effects of variety, grain moisture content and forward speed on the combine load characteristics were investigated through experiments. The results of this study are summarized as follows. 1. A data acquisition system was developed to measure the engine speed and the torques and speeds of the threshing cylinder, dean-grain auger and tailings-return auger. The system consisted of transducers, signal conditioner, interface board and microcomputer. The system accuracy is better than ${\pm}2.3%$ full scale. 2. Linear regression equations were obtained for the torque, speed and power requirement of threshing cylinder for different paddy varieties, grain moisture contents and feed rates. 3. The maximum value of relative frequency for threshing cylinder torque decreased as the increase in feed rate and moisture content. The range of torque fluctuation was 1.2~3.7 and 1.2~1.9 times the average and maximum torque, respectively. The maximum value of power spectrum density (PSD) appeared to be about 11 Hz regardless of paddy variety, grain moisture content and feed rate. 4. The speed of tailings return thrower decreased rapidly at below 900rpm, and it fell to near zero about 3 seconds after that time. When the travelling of combine harvester was stopped immediately after sensing the overload, it took about 7 seconds for a full recovery of the no-load speed of tailings return thrower.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제43권4호
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• pp.296-302
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• 2018

Purpose: The aim of this study was to determine appropriate threshing and selection conditions for sorghum harvesting using a rice combine-harvester. Methods: Sorghum harvesting performance was tested using an actual rice combine. Through this test, the grain loss rate and the composition of crops according to the engine and fan speeds of the combine were investigated. Furthermore, the optimal threshing and selection conditions were determined by carrying out a harvest test based on the opening size factor of the concave in a test field. Results: The grain loss rate for the sorghum using a concave ($18{\times}18mm$) of the rice combine was the lowest at 0.1% at a chaffer angle of $40^{\circ}$, engine speed of 2000 rpm, and fan speed of 20 m/s, but the sorting sieve clogged frequently. Furthermore, as the engine speed and fan speed increased, the grain loss rate also increased. The sorghum harvesting test results of the combine according to the concave opening size showed that the grain loss rate was 0.5% at a driving speed of 0.5 m/s, with a concave opening diameter of 13 mm, a chaffer angle of $40^{\circ}$, a concave sieve oscillation frequency of 4.8 Hz, a fan speed of 20 m/s, and an engine speed of 2000 rpm. Conclusions: Findings showed that sorghum could be harvested using a head feeding rice combine.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제19권1호
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• pp.22-32
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• 1994

The combine harvester is considered as an important but complicated and costly machine. The appropriate size of combine has to be developed to use efficiently in Korea. But the combine is such a complicated machine that a complete design model to develop a new type is impossible without understanding the relationship between each factor. The combine capacity is generally limited by the cleaning shoe performance. So a design model for a cleaning shoe has to be developed first for the complete combine design. The objective of this research was to develop a cleaning model of head-feeding combine to predict grain separation from chaff and broken straw on a sieve. A developed physically based model can explain the situation which can happen during separation process. A test apparatus based on the field going machine was developed. The test materials were paddy rice and barley. The data obtained were analyzed by the hand and the video camera. The developed model was verified as an adequate model through the test with $R^2$ of 0.934 and 0.837. The model can be used to evaluate design and operation alternatives of combine and also applied to the automatic control of separation unit of combine with a loss monitering sensors.

• 한국작물학회지
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• 제27권1호
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• pp.1-10
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• 1982

주요 수도품종들의 탈립성 정도와 곡립의 인장강도와 탈립성 및 수확작업시 포장손실과의 관계를 밝히므로서 탈립성에 관한 품종개량 및 포장손실의 최소화에 도움을 주고자 본 연구를 수행하였다. 11개 품종을 공시 공시했으며 출수 후 35일부터 63일까지의 기간에 1주일 간격으로 품종 및 수확기 별로 임의 추출한 10이삭 200립씩에 대한 곡립의 인장강도, 탈립정도 및 수분함량을 측정했으며, 탈립정도는 이삭을 수확직후 1.5m 지상에서 콘크리트바닥에 낙하시켰을 때 탈립되는 곡립수의 전곡립수에 대한 비율이었다. 또한 포장손실과 곡립의 인장강도와의 관계는 농가포장에서 2품종을 선정하여 출수 후 40일부터 1주일 간격으로 3-4회 binder harvester를 실제 사용하여 포장에 탈립된 량을 측정하고 이를 같은 재료에 대해 측정한 곡립의 인장강도와 관계를 지었으며 3반복하였다. 그 주요결과는 다음과 같이 요약된다. 1. 공시품종들의 평균 곡립인장강도는 90g(밀양 2003) 정도부터 250g(진흥) 정도까지의 범위에서 품종 및 수확기에 따라 차이가 있었으며, 그 표준편차는 30-60g 정도이었는데 곡립의 평균 인장강도가 큰 품종일수록 편차가 컸다. 2. 낙하검정에 의한 곡립의 탈립정도는 밀양2003 20-30%, 수원 29004 3-16%, 한강찰 13-15%, 이리 348호 1-21%, 금강 및 태백 1% 정도로서 수확기에 따라 다소간 차이를 보였다. 3. 낙하검정에서 탈립하기 시작하는 평균 인장강도는 180g이었고, 공시이삭들의 곡립들 중 인장강도가 98g 이상인 것들은 탈립하지 않았으며 인장강도가 10g 저하하면 탈립율은 3-5% 증가했다. 4. 낙동벼와 이리 348호는 수확기가 늦어지면 곡립의 인장강도가 작아지었지만 그밖의 품종들에서는 반대로 인장강도가 다소간 커지거나 별로 변화하지 않았으며, 탈립율도 이리 348호를 제외하면 수확기의 영향을 크게 받지 않았고, 곡립의 인장강도는 수분함량과 대체로 역상관관계를 보였다. 5. 곡립의 평균 인장강도와 binder 수확시의 포장손실량과는 부의 상관이 있었으며, binder 수확시 포장손실이 일어나지 않게 되는 한계 평균인장강도는 174g이었으며 그 이하에서 평균인장강도가 10g 저하되면 포장손실은 ha당 40kg 정도 증가하였다. 6. 현재 품종들의 탈립성 분류기준으로 사용되고 있는 평균인장강도는 그 분산이 변이가 크고, 환경의 영향을 많이 받으며 이삭의 곡립들 중 수확작업시 실제로 탈립이 잘 되는 곡립은 인장강도가 98g이하이었으므로 품종의 탈립성 판정 및 포장손실의 추정을 위해서는 표본중 인장강도가 100g 이하인 곡립들의 전곡립수에 대한 비율을 기준으로 할 것을 제의한다.

• 농업과학연구
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• 제8권2호
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• pp.224-230
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• 1981

충남농촌진흥원(忠南農村振興院) 포장(圃場)에서 표준시비법(標準施肥法)으로 재배(栽培)한 Japonica형(型) 품종(品種) 이이(裡里)348호(號), 이이(裡里)345호(號) 및 밀양(密陽)15호(號) 3개斗(個)와 Indica ${\times}$ Japonica hybrid형(型) 품종(品種) 밀양(密陽)23호(號), 이이(裡里)342호(號), 수원(水原)294호(號)의 4개(個), 계(計) 7 개(個) 품종(品種)에 대해 적정수확기간(適定收穫期間)을 중심(中心)으로 9월(月)28일(日)부터 10월(月)20일(日)까지 2일간격(日間隔)으로 3축방향(軸方向)에 대(對)하여 탈립저항력(脫粒低抗力)을 측정(測定)하였다. 10월(月)1일(日) 채취(採取)된 시료(試料)를 실험실(實驗室)에서 자연건조(自然乾燥)시키면서 함수율별(含水率別) 탈립증항력(脫粒拯抗力)을 측정(測定)하였다. 본(本) 연구(硏究)의 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 외력(外力)이 지경(枝梗)과 평행방향(平行方向)으로 작용(作用)될 경우 Japonica형(型) 품종(品種)의 탈립저항력(脫粒低航力) 평균(平均) 113grdljTEk. 2. 외력(外力)이 지경(枝梗)과 $90^{\circ}$ 측방향(側方向)으로 작용(作用)될 경우의 탈립증항력(脫粒拯抗力)은 평행방향(平行方向)과 비교(比較)하여 Japonica형(型) 품종(品種)은 33~50%인 59.8~115.0gr이었고, Indica ${\times}$ Japonica hybrid형(型) 품종(品種)은 7~21%인 9.8~28.2gr으로 현저(顯著)히 작았다. 3. 기온(氣溫)이 영하(零下)로 강하(降下)하지 않은 본실험기간중(本實驗期間中) 예취일(刈取日)에 따른 탈립심지항력(脫粒甚至抗力)의 변화(變化)는 크게 없었다. 4. 예취후(刈取後) 자연건조(自然乾燥)에 따른 탈립심지항력(脫粒甚至抗力)은 함수율(含水率)의 감소(減少)와 함께 감소(減少)하였다. 5. 이삭 부위별(部位別) 탈립서항력(脫粒鼠抗力)은 상부측(上部側)에 비(比)해 하부측(下部側)에서 약간 큰값을 나타냈다.