• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.61-61
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• 2017

노지 고추 수확작업은 100% 인력에 의존하고 있으며 7~9월에 걸쳐 5~6회의 다수의 작업이 수행되어 노동 강도가 크다. 또한 농촌의 고령화와 노동력 감소로 인하여 수확인력의 부족이 발생하고 있음에도 불구하고 시중에 유통되고 있는 고추 및 노지채소 수확작업 편이기기는 동력이 아닌 인력으로 이랑사이를 이동하며 작물을 수확하는 구조로 되어있다. 이는 노동 강도를 줄여주는 효과가 미미하기 때문에 동력이 수반된 편이장치가 필요하며 또한 적절한 모터 및 제어장치가 요구된다. 적절한 모터를 선정함에 있어서 영향을 주는 인자는 주행저항(RR)이며, 구성요소로는 구름마찰저항(Rr), 공기저항(RА), 등판저항(Rg), 가속저항(Ra)이 있으며, 다음과 같은 식으로 정의된다. 주행저항(RR)=구름마찰저항(Rr)+공기저항(RA)+등판저항(Rg)+가속저항(Ra) 구름마찰저항(Rr)=구름마찰저항계수(${\mu}$)${\times}$차량총중량(W) 등판저항(Rg)=차량총중량(W)${\times}Sin{\theta}$ 공기저항(RА), 및 가속저항(Ra)은 1m/s 미만의 속도가 요구되기 때문에 무시할 수 있다. 동력원에서 최종 구동축으로 전달된 동력은 주행장치를 통하여 지면에 전달되고 이 동력에 의해 작업차의 주행장치에 추진력이 발생하며 주행장치의 추진력이 주행저항 이상이 될 때 작업차는 전진하게 된다. 따라서 작업차의 주행속도를 V(m/s), 전동기의 효율을 ${\mu}_m$, 동력전달효율을 ${\mu}_{TD}$라고 하면 다음과 같은 식이 산출된다. 전동기의 소요출력(P)=주행저항(RR)${\times}$속도(V)/전동기의 효율(${\mu}_m$)${\times}$동력전달효율(${\mu}_{TD}$) 구름마찰계수를 0.3이라고 할 때 포장의 경사도와 작업차의 주행속도 변화에 따른 주행소요 동력을 비교하였다. 주행소요동력은 포장의 경사각과 주행속도의 증가와 더불어 증가한다. 고추 및 노지채소 수확작업 편이장치의 작업시 요구되는 주행속도는 일반적으로 0.25m/s, 등반각은 5도이다. 이때 구동 전동기의 출력은 안전율을 고려하여 식에 의해 계산한 결과 1ps으로 산출 되었다. 선정한 구동모터의 감속비는 7.18 : 1, 에너지의 효율은 78 %, 기동토크는14 N/m 이며, 축전지의 경우 구동모터에 기반 하여 구입이 간편하고 상용화 되어있는 연축전지를 사용하여 교체 및 수리가 간단하도록 하였다. 축전지는 12V 18Ah의 축전지 2개를 사용한다.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.64-64
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• 2017

노지 고추 수확작업은 7~9월에 걸쳐 5~6회 수행되며 가장 더운 한 여름의 태양볕에 노출되어 장시간 수확작업을 하며 노지채소 및 고추 수확작업시 자외선 과다 노출되어 악성흑생종, 광선각화증, 편평세포 암 및 각종 피부암발생의 원인되기 때문에 적절한 해가림 장치의 설계가 필요하다. 해를 가려주는 장치에 사용되는 재질로는 우산 및 양산에 널리 사용되어지는 섬유로 폴리에스테르를 선정하였으며 두께로 우산의 재질로 많이 사용되는 75 denier을 채택하였다. 코팅의 종류로는 Foam, Milky, Silver, 폴리우레탄을 채택하여 섬유의 코팅 종류에 따른 차단 효과를 실험하였다. 실험 방법으로서는 KS K 0850 텍스타일의 자외선 차단율 및 차단지수 시험방법에 의거 하여 실험하였다. 자외선 UV-A(365n/m), UV-B(315n/m) 측정장치는 자외선 센서, UV램프, 인디케이터로 구성된 측정기를 이용하였으며 각 재료별 5회 반복 실시하여 평균치를 산출 하였다. UV-A(365n/m) 측정값으로는 FOAM, MILKY코팅이 된 섬유재질이 KS의 우산 및 양산품질표시기준에 부합하여 해가림 장치에 사용이 적절하였으며 UV-B(315n/m) 파장 차단율 측정값으로는 KS의 우산 및 양산품질표시기준에 모두 부합되었다. 또한 해가림 장치는 태양고도에 따라 각도를 조절 가능한 형태로 설계하였으며 직사광선이 가장 강한 시간대인 10시부터 12시를 기준하여 틸팅의 최대 각도는 20도로 개발하였다. 또한 바람에 의한 날림현상을 방지하고 통풍효과를 높이기 위해서 해가림 장치의 섬유를 2중 구조로 설계하여 바람의 순환이 되게하였다.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.53-53
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• 2017

연구목적: 국내 과일 산업의 한 단계 도약과 대외 경쟁력을 높이기 위해서는 수확작업의 기계화가 시급함. 이 연구는 국내외 과일 수확 기계화 현황과 문제점을 분석하고, 향후 수확작업 기계화 방향을 제시하고자 수행 수확기계 실용화 현황 및 고찰 (국내) 과일을 직접 수확이 아닌 수확 작업을 보조해주는 고지 작업기(수동형, 모터 진동형)와 고소 작업차가 대부분임. 수동형은 사과 감 등을 수확하지만, 작업능률이 낮고 작업자가 쉽게 피로하여 장시간 작업이 불가능하므로 실질적인 대안이 되지 못함. 진동형은 자체 동력을 이용하여 나무에 진동을 가하여 주로 대추 매실 등 소과류 수확에 이용되고, 수확능률은 우수하나 충격 손상이 많아 개선이 요구됨. 고소작업차는 동력원에 따라 충전식과 엔진식으로 구분되고, 충전식은 엔진식에 비해 진동 소음이 적어 쾌적하지만, 작업시간이 배터리 용량에 제한을 받음. 또한 작업대 작동방식에 따라 리프트형과 붐형으로 구분함. 리프트형은 리프트를 이용하여 작업대를 상하로 구동하는 방식으로 높은 위치의 과실 수확이 어렵고, 작업대 넓이 만큼의 작업 공간(과수간의 거리)이 필요함. 붐형은 필요한 곳으로 접근성이 우수하나 무거운 무게를 지탱하기 어렵기 때문에 본체를 무겁게 하거나 수시로 수확된 과일을 하차시켜야 함. (국외) 수확 후 가공되는 과일류와 포도 올리브 오렌지 매실 등 소과류 수확이 기계화되었지만, 사과 복숭아 등 신선과일은 아직도 외국의 값싼 노동자들에 의존하여 수확되고 있음. 현재 실용화된 수확 기계는 진동식 수확기계와 터널식 수확기계가 대표적임. 진동식은 집게형의 부착기를 나무 줄기에 고정한 후 트랙터 동력원으로 나무에 진동을 가하여 수확하고, 올리브 대추 등과 같은 소과류와 과피가 두꺼운 오렌지 등에 적용되고, 수확 작업능률이 매우 높으나 과일의 낙하 상처를 피할 수 없는 단점이 있음. 터널형은 규격화(과수 크기 및 형태, 재식거리)된 과수원에 잘 적응하도록 설계 제작되어, 과수 위를 지나가면서 내부에 설치된 진동장치와 컨테이너로 과일을 수확하고, 와인용 포도 수확기가 대표적임. 기계수확이 가능하도록 과수원 조성단계에서부터 재배양식(과수 좌우 및 전후 거리)을 기계의 제원(바퀴 간격, 작업부 간격 등)에 맞추어 재배함. 과일 수확로봇에 관한 연구는 활발하고 일부에서 실증시험단계에 있음. 결론: 구체적인 추진방향을 제시하면, 단기적으로는 과일 수확작업자의 작업편이성과 노동강도를 줄일 수 있도록 소형 저가 범용성이 우수한 보조기구/기계의 보급을 확대하고, 중장기적으로는 수확기계/수확로봇 개발을 위한 연구개발비 투자를 늘리는 동시에, 기계/로봇이 과수원에 잘 적응할 수 있도록 수형 재식거리 등 재배양식의 표준화가 추진되어야 함.

• Journal of the Korean Society of Industry Convergence
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• v.14 no.1
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• pp.29-36
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• 2011

This study analyzed the convenience and productivity before and after adopting self-propelled power transportation devices to the harvest and transportation of fruit and vegetable products in the Gyeongbuk region, by applying the REBA and RULA techniques. In the REBA analysis, the work risk was low with 4~6 points before adoption which became 2~3 points after adoption. As for the RULA analysis, work loading appeared to have decreased with 6~7 points before adoption which became 3~4 points after adoption. The annual work time reduction was about 48~179 hours while labor costs were reduced to 364~1,345 thousand won annually. This indicated a labor cost reduction effect of about 10~15%. Therefore, the adopted self-propelled power transportation devices appeared to prevent musculo skeletal diseases of the human body and also improve productivity even after using it for long hours according to the REBA, RULA measures level.