무논 환경에서의 초기 제초 작업을 위한 부유형 로봇 개발 = Development of Floating-type Robot for Early Weeding Work in the Paddy Field
저자
김국환 ( Gookhwan Kim ) ; 이재수 ( Jaesu Lee ) ; 한길수 ( Kilsu Han ) ; 이현동 ( Hyundong Lee ) ; 홍영기 ( Youngki Hong )
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2018
작성언어
-주제어
자료형태
학술저널
수록면
151-151(1쪽)
제공처
최근 친환경 농업은 건강과 환경에 대한 많은 사람들의 관심 증폭에 발맞춰 안전한 식품의 생산 요구가 확산되고 있다. 제초제의 사용을 줄이면서 잡초를 제거하기 위해서는 수작업이 가장 좋은 방법이나, 시간과 비용이 많이 든다. 본 연구는 이앙 후, 3~4주 지난 무논 상태에 적용 가능한 초기 제초 작업이 가능한 부유형 제초 로봇을 사용하여 제초제의 사용 없이 물리적으로 잡초를 제거하는 기술에 대해 제안하고자 하였다.
본 연구에서 제안한 부유형 제초 로봇은 프로펠러의 풍력을 동력으로 하여 무논 위를 랜덤하게 주행하며 브러쉬 타입의 끌개 형태의 작업기(브러쉬 롤)를 활용하여 땅속에 심겨진 잡초를 제거하기 위해 무논 바닥을 긁는 방식으로 제초 작업 수행한다. 로봇의 구조를 살펴보면, 로봇의 몸체는 물이 차 있는 수면 위를 풍력을 활용하여 이동 및 방향 전환이 용이하도록 합성 수지 속에 섬유 기재를 혼입시켜 강도는 뛰어나면서 가볍고 내구성이 강하도록 설계, 제작하였다. 또한, 로봇의 주행을 위한 동력원인 추력을 발생시키기 위해 2개의 팬을 장착하였고, 이 팬에 전기실린더를 장착하여 팬의 추력 발생 방향을 조절하여 부유형 로봇의 방향 전환이 용이하도록 설계, 제작하였다. 제초 작업을 위한 브러쉬 타입의 제초 장치는 프레임 암을 사용하여 높낮이를 조절할 수 있도록 하였고, 교체의 편의성을 고려하여 조인트 바의 축 방향 장력을 조정할 수 있도록 스프링을 장착하였다.
부유형 제초 로봇의 몇 가지 특징을 살펴보면, (1) 브러쉬 롤에 낀 잡초 등 이물질을 제거하기 위하여 캠 형태의 구조물을 회전시킬 모터를 장착하여 브러쉬에 붙은 이물질을 충격을 통해 털어낼 수 있도록 하였다. (2) 팬은 크게 두 가지 기능을 수행하는데, 하나는 프로펠러를 회전시켜 추력을 발생시키는 역할을 수행하고, 다른 하나는 팬을 회전시켜 로봇의 방향을 전환하는 역할을 수행한다. 이 때, 팬의 추력 발생 방향을 제어하기 위해 전기실린더를 장착하였다. (3) 로봇의 전면에는 윈치를 장착하여 로봇의 고장이나 배터리 방전으로 인해 동작하지 않는 경우, 윈치를 밖의 고정 부위에 걸어 로봇을 외부로 끌어낼 수 있도록 하였다.
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