고추정식기 주요 장치 설계 및 동적 거동 분석 = Main Device Design and Dynamic Behavior Analysis of Hot Pepper Transplanter
저자
박석호 ( Seok-ho Park ) ; 우제근 ( Jea-keun Woo ) ; 강연구 ( Youn-koo Kang ) ; 유승화 ( Seung-hwa Yu ) ; 김영화 ( Young-hwa Kim ) ; 최용 ( Yong Choi ) ; 최일수 ( Il-su Choi ) ; 최덕규 ( Duck-kyu Choi )
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2022
작성언어
-주제어
KDC
500
자료형태
학술저널
수록면
210-211(2쪽)
제공처
본 연구의 최종 목표는 고추정식기를 국산화하고 두둑성형, 관수, 정식, 복토 작업등 고추 정식작업의 전후 작업을 기계화함으로써 정식 작업 이후에 별도의 후속 작업이 없도록 하여 고추정식 작업의 기계화율을 높이는 데 있다. 본 연구에서는 국내 경지기반 및 영농규모 등을 고려하여 보행 1조식 자동정식기 방식으로 개발 방향을 설정하고, 묘 이송장치, 취출장치, 식부장치, 진압ㆍ복토장치, 동력전달장치 등을 설계하고 각부 장치의 동적 거동을 분석하였다. 고추정식기 주요 장치 설계는 3차원 설계프로그램(NX 1899, GIEMENS Co., Germany)를 사용하였으며, 동적 분석은 동역학 해석 소프트웨어(RecurDyn V9R5, FunctionBay Co., Korea)를 사용하였다. 묘 이송장치는 국내 플러그 육묘 트레이 규격(508×280×40mm)을 채택하여 기존의 육묘파종기, 육묘 재배상 등을 그대로 사용할 수 있도록 하였다. 고추정식기용 육묘 트레이는 농가에서 주로 사용하는 72공 육묘 트레이를 적용하여 육묘 트레이가 휘어질 수 있도록 테두리를 제거하고, 셀 간격은 41.5mm로 설계하였다. 육묘 트레이의 좌우 이송은 피치가 41.5mm인 양방향 이송 스크루에 의해 이송되며, 세로 이송은 육묘트레이 좌우에 있는 4각형의 홈에 고리를 삽입하여 이송시키는 방식으로 설계하였다. 묘 취출 시 이송장치는 간헐기어를 이용하여 일시 정지하도록 설계하였다. 묘 취출장치는 왕복 직선궤적을 형성하는 기어조합과 곡선 궤적을 형성하는 가이드, 핀셋을 좌우로 개폐하고 묘를 밀어내는 캠, 핀셋 등으로 설계하였다. 동적 거동 분석 결과 육묘 트레이에서 묘를 뽑아 낼 때는 직선으로 운동하다가 식부호퍼로 묘가 전달될 때에는 아랫 방향으로 운동하는 궤적으로 나타났다. 식부장치는 타원형의 궤적을 형성시키는 4절 링크와 기어조합, 취출장치로부터 묘가 전달될 때 식부호퍼의 회전운동을 일시 정지시키는 간헐기어조합, 식부호퍼를 개폐하는 캠, 식부호퍼 등으로 설계하였다. 식부호퍼는 고추정식기가 정지한 상태에서는 타원형의 궤적을 형성시켜 주행 상태에서 식부호퍼가 땅속에서 끌리거나 밀리지 않도록 설계하였다. 식부 궤적은 고추정식기의 주행속도와 식부호퍼의 회전속도에 의해 결정되며, 식부궤적에 대한 실험은 농업공학부 원형토조에서 주행속도와 식부호퍼의 회전속도를 조절하여 동적 분석에서 나타난 결과를 검증할 계획이다. 식부호퍼의 상하 최대 이송거리는 490mm로 설계하여 30cm 이상의 고추 묘를 정식하는데 문제가 발생하지 않도록 설계하였다. 진압ㆍ복토 장치는 전륜과 후륜으로 구성되며, 전륜은 식부호퍼 앞에서 자중에 의해 두둑을 진압하고 일정한 높이로 땅을 고르는 역할을 하며, 후륜은 식부호퍼 뒤에서 묘를 정식한 후에 흙을 모으는 동시에 진압을 하는 역할을 한다. 3차원 설계한 시작기를 동역학 해석 소프트웨어로 분석한 결과 육묘 트레이 좌우 및 세로 이송, 묘 취출장치의 운동 궤적, 식부장치의 식부궤적, 진압ㆍ복토장치의 높이 조절 등 동작이 고추 묘를 정식하기에 적합 할 것으로 판단되었다.
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