• 한국농업기계학회:학술대회논문집
• /
• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
• /
• pp.62-62
• /
• 2017

모터와 스크류를 이용한 경량 식혈기를 처음으로 개발함에 따라 실제 산림의 식재 시험에서 발생될 수 있는 것은 감속기와 스크류의 연결부분의 파괴이다. 이 감속기 축의 파괴는 토양내부의 큰 자갈로 인해 스크류가 낄 경우 식재봉을 좌우로 흔들게 되면 가장 취약한 부분인 스크류와 감속기의 연결부위에 가장 강한 모멘트가 걸리게 된다. 물론 작업자의 부주위가 원인이기도 하지만 감속기(K6G30C. Korea)의 축 지름이 8mm이므로 식재봉을 좌우로 흔들면 굽힘파괴가 일어날 가능성이 높다. 감속기의 축이 파괴가 되지 않게 하는 방법은 재료의 강도가 높은 새로운 감속기를 찾은 일과 기존 감속기의 축을 굽힘응력에 안전하게 대응할 수 있게 설계를 하는 방법이 있다. 본 연구에서는 전자에 대한 조사와 동시에 후자에 대한 설계와 제작을 수행하여 기 제작된 경량식혈기와 비교 분석하였다. 스크류 축의 굽힘응력에 대한 대응 방법으로 감속기 축의 보강방법은 감속기 축에 식재봉으로 부터 굽힘응력이 직접 전달되지 않게 하기 위해 모터 하우징의 하부 위치에 감속기 축을 감싸는 Radial Bearing을 결합하였다. 그리고 스크류의 축은 상단의 지름을 크게 키운 상태로 감속기의 축에 연결하는 방법으로 설계하였다. 이때 식혈봉으로 부터 걸리는 모멘트는 스크류의 상단 지름에 걸리게 되는데 상단부는 모터 하우징의 하단과 단단하게 결합함으로써 감속기 축을 보호하게 되고 또한 감속기 축의 길이에서 Bearing과 스크류 상단부 큰 지름이 각각 반반씩 보호하는 형태로 설계하였다. 이와 같이 감속기의 축을 보강한 경우 종전의 식혈기보다 무게가 무거워지게 된다. 즉, 1차 식혈기 무게는 3.38kgf, 2차 시작기는 3.28kgf, 축 강도가 보강된 3차 시작기는 무게가 3.87kgf로 증가되었다. 따라서 종전보가 약 600g 증가되어 다소 무거운 느낌이 들었다. 여기서 리듐 폴리머 배터리와 가방의 무게 3.23kgf를 부가하면 1차, 2차, 3차 시작기의 무게는 각각 6.61kgf, 6.51kgf, 7.1kgf로 나타났다. 따라서 굽힘응력에 대한 보강의 방안으로 설계된 무게 과다가 현장 시험에서 작업자의 피로도 증가와 작업의 비효율성이 예상되어 포트묘의 현장 식재시에 이에 대한 평가를 수행하여 비교 분석할 예정이다.

• 한국산림과학회지
• /
• 제106권4호
• /
• pp.465-472
• /
• 2017

본 연구는 경북대학교에서 개발한 경량식혈기와 일반적인 용기묘 식재 방법인 괭이를 이용하여 경상북도 상주시 화동면 이소리에 2015년 4월 소나무 용기묘(2-0)를 정방형 식재방법($1.8{\times}1.8m$)으로 식재기구별 각각 225본씩 식재하여 약 2년 동안의 초기생장, 생존율 및 묘목품질지수(SQI)를 조사 분석하였다. 분석결과, 경량식혈기와 괭이를 이용하여 식재한 용기묘의 평균 근원경(mm)은 각각 2015년에 3.77과 3.94, 2016년에 18.73과 15.32 2017년에 27.8과 23.9로 나타났다. 또한 용기묘의 평균 간장(cm)은 각각 2015년에 33.4와 33.4, 2016년에 89.8과 74.7, 2017년에 120.7과 97.9로 간장 역시 경량식혈기를 이용하여 식재한 용기묘가 괭이를 이용하여 식재한 용기묘 보다 초기 생장이 더 높은 것으로 나타났으며, 생존율 또한 경량식혈기를 이용한 용기묘의 생존율이 괭이를 이용한 경우 보다 약 10%정도 더 높게 나타났다. 그리고 H/D율(건전도)과 T/R율은 서로 유사한 값을 나타낸 반면 SQI는 경량식혈기가 0.60, 괭이는 0.24로 나타나 경량식혈기 식재가 괭이 식재에 비해 용기묘의 초기생장에 더 유리한 것으로 판단된다.

• 농업생명과학연구
• /
• 제50권3호
• /
• pp.31-41
• /
• 2016

본 연구는 산림조성사업에 있어서 가장 큰 비중을 차지하는 인건비와 생산비용을 절감시키고 경사가 험준한 우리나라 산림지형에서 유용하게 이용 가능한 경량 식혈기를 개발하고자 수행하였다. 제작된 1차 시제품은 토양을 굴취하는 스크류(screw) 부분과 동력원인 배터리로 구성되고, 제원은 스크류의 길이 170mm, 상단폭 60mm, 하단폭 47mm, 나선각(Helix angle)은 23°, 그리고 Tip은 송곳형태로 길이 50mm로 설계·제작하였고 무게를 줄이기 위해 1줄 스크류를 채택하였다. 또한, 동력원으로는 회전용 DC Motor(WD-6G2425, WONILL, Korea)로 최대 Torque는 30㎏f-cm, 회전속도는 20~30rpm으로 설정하였다. 감속비는 30:1의 K6G30C 감속기에 무부하 상태로 사용한 결과 48시간 작동하였다. 그리고 배터리는 경량식재기의 개발을 목표로 하기 때문에 무게를 고려하여 리듐배터리를 사용하였으며, 포트묘의 길이가 15cm 내외인 점을 고려하면 스크류의 회전력이 최대 100kgf-cm정도로 설계하였다. 1차 시제품의 성능을 평가하기 위해 조사지에서 굴취시 스크류에 소요되는 회전력을 측정한 결과, 회전력이 가장 큰 곳은 A area(단단한 초지), 그 다음은 F area(경사가 40°인 산지), E area(경사가 30°인 산지)의 순서로 나타났다. 토양의 굴취 회전력은 일반적으로 깊이가 깊어질수록 높아지는 경향을 보이고 있으며, 대체적으로 토양의 깊이 10cm 부근에서 높은 경향을 보였다.

• 한국환경복원기술학회지
• /
• 제19권6호
• /
• pp.77-86
• /
• 2016

Due to aging of the rural and mountain populations the labor force is reduced. However work intensity continues to increase, thus, there is a need to improve the current effectiveness of forest operations. This study compared and analyzed the Operation productivity and efficiency of planting containerized seedlings using a battery-powered planting auger and a mattock. Growth was also investigated by looking into the initial growth increments in the planted seedlings. Tasks were investigated by analyzing the process and operation time needed to plant 1 containerized seedling using a planting auger and a mattock. The time spent on the various elements of the planting process was measured with a stopwatch but observations were done continuously. Result of the study shows that with the use of a lightweight planting auger the average time spent to plant a containerized seedling is 18.61 seconds while with the use of a mattock it took an average of 26.96 seconds which clearly demonstrates that the planting auger is more efficient in terms of working hours. Working intensity was also analyzed with the use of a portable heart rate monitor (Polar V800). The average increase in heart rate and work intensity index were analyzed for one planting cycle. It was observed that when using the lightweight planting auger, there was a 46.51% increase in the average heart rate while a 74.67% increase in heart rate when the mattock was used which shows that there is a significant increase in heart rate when mattock is used. In addition, work intensity index was observed to be 29.95% and 47.83% when the planting auger and mattock were used respectively. With the continuous use, work intensity index is significantly higher with the use of the mattock as compared to that of the lightweight planting auger. There were no significant differences on the growth increment of seedlings planted using the different tools until a year after planting, however differences in growth increment were observed after a year. A difference of 15.1 cm in height and 3.41 mm in diameter was observed which shows that the use of lightweight planting auger is excellent for planting containerized seedlings.