• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권3호
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• pp.421-435
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• 2017

최근 국내 지상 구조물의 포화 및 파이프 라인 시설 과밀화 현상과 난개발로 인해 지상 구조물의 대안으로 지하 구조물에 대한 개발이 지속적으로 요구되고 있다. 도심지 인프라 구축을 위한 NATM 터널 공사에 발생하는 진동 및 소음 문제를 예방하기 위해 기계식 터널 공법인 쉴드 TBM 공법의 기계화 터널 시공이 증가하는 추세이다. 따라서 본 연구에서는 기계화 터널의 직선 시공과 급곡선 시공 시 쉴드 TBM의 구조적 안정성을 위한 쉴드 TBM 추력에 대한 중절잭, 쉴드 잭, 스킨 플레이트의 구조적 안정성 기술에 대해 연구하였다. 시공 사례 및 쉴드 TBM의 작동원리를 이론적 접근 방법으로 검토, 분석한 결과, 쉴드 TBM의 직선 및 급곡선 시공시 주요 인자에 의해 커터헤드의 회전력, 중절잭, 쉴드 잭에 대한 추력 및 커터헤드의 여굴량이 중요한 것으로 나타났다. 또한 굴진 내부 작업자의 안전 및 장비의 원활한 작동을 위해 스킨 플레이트 구조의 안정성 확보는 매우 중요 사안이므로 이번 연구를 통해 장비의 일반적인 구조 및 구성을 검토하여 직선 및 급곡선 시공 시 스킨 플레이트 구조에 미치는 주요 인자 및 구조 안정성을 실험적인 시뮬레이션 수치해석을 통해 검토하였다. 이에 직선 및 급곡선 시공 시 작용 되는 가상의 토질을 선정하여 중절잭의 하중을 비교 검토 하여 스킨 플레이트의 구조 안정성을 평가하고 형상을 최적화 하였다. 현재 국내 시공 중인 쉴드 TBM 타입의 구조 및 작동 방식이 매우 유사하므로, 추후 국산화 기술 개발 및 신규 장비 개발과 쉴드 TBM의 취약부 및 안정성을 검토하는데 기여 할 것으로 기대된다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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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.