목재수확작업의 경제성을 분석하기 위한 방법은 기계비용법(machine rate method)과 현금흐름법(cash-flow method: CFM)으로 구분할 수 있다. 본 연구에서는 CFM을 이용하여 낙엽송 임분에서 HAM300 전간집재작업의 경제적 타당성 분석을 실시하였다. 즉, 연간 작업일수(50, 100, 150, 200일/년)와 작업 생산성 변화(효율성 40% 개선 효과)에 대하여 집재작업의 경제적 타당성을 평가하고자 하였다. 분석방법으로는 순현재가치법(net present value: NPV)과 자본회수기간법(pay-back period)을 이용하였다. 연간 작업일수가 150일 이상인 조건에서 NPV의 값이 0보다 크기 때문에 경제적 타당성이 충분한 것으로 나타났으며, 이 때 자본회수기간은 3.65년 이하로 분석되었다. 작업생산성(㎥/scheduled machine hour)이 40% 증가하는 시나리오에서는 연간 작업일수가 100일인 조건에서도 현금흐름이 안정적이며, 경제적 효과가 큰 것으로 나타났다. 하지만, 연간 작업일수가 50일 이하인 경우에는 집재작업의 수익성이 악화되어 투자에 대한 의사결정이 어려운 것으로 분석되었다. 결과적으로, HAM300 집재작업은 수익성이 있는 작업조건(연간작업일수: 100일 이상, 연간작업량: 5,000 ㎥)이 지속적으로 확보가 가능하다고 판단되는 작업조건에서 투자에 대한 결정이 이루어져야 한다.
우리나라의 임목수확작업은 작업자의 고령화 및 고임금의 문제에 직면하고 있으며, 위기 개선을 위해 작업체계 개선 및 고성능 임업기계를 이용한 안정성 확보 등이 필요하다. 따라서 본 연구는 경사 35% 이상의 지역에서 타워야더와 프로세서를 기반으로 한 목재수확시스템을 적용할 때 다공정작업과 단공정작업의 생산성을 비교하며, 작업시스템의 비용절감 효과를 분석하고자 하였다. 국립산림과학원 광릉시험림 15임반 모두베기 지역을 대상으로 전목(가선)집재작업을 실시하였으며, 다공정과 단공정시스템의 생산성 및 비용을 분석하였다. 다목적집재장비를 이용한 단공정시스템은 타워야더와 프로세서를 이용한 다공정시스템에 비해 cycle당 집재본수가 1본/cycle 더 많아 집재작업 생산성은 약 1.5 m3/PMH (Productive Machine Hour; PMH)이, 조재작업은 약 1.6 m3/PMH이 더 높게 산출되었다. 다목적집재장비를 이용한 단공정(36,113원/m3)시스템은 다공정작업(41,065원/m3)시스템 보다 약 12.1%의 비용이 절감되었다. 또한 유휴시간(Idle time) 감소에 따라 단공정 및 다공정시스템 비용은 각각 최대 22.6%와 15.9%가 절감되었다.
지리정보시스템(GIS)에 의하여 구축되어진 수치지형모델(DTM)을 이용하여 경상남도 남해군 금산의 국유림(2,948ha)을 대상으로 지형분석을 실시한 후, 현재 우리나라에서 보유하고 있는 벌출작업기계 3기종을 선택하여 산림경영계획의 측면에서 지형별 투입가능한 산림작업기계의 영역을 분류하고 적용성을 검토하였다. 금산의 표고는 201~250m(15.5%), 251~300m(14.5%)의 순으로 분포하였으며, 400m까지의 누적 면적점유율은 78.7%로서 비교적 표고가 낮은 것으로 나타났다. 대상임분, 작업규모, 경사 및 지형에 따른 차량계 벌출작업기계의 투입가능한 지역(경사 30% 이하)은 17.2%(511.7ha)였으며, 윈치부착 차량계 벌출작업기계의 투입가능한 지역(경사 31~60%)은 63.8%(1,896.3ha)였고, 가선계가 가능한 지역(경사 61~80%)은 18.4%(545.5ha)로 나타났다. 본 지역의 경우 중경사지형의 점유율이 81.0%로서 집재기종 중 트랙터부착 집재기(Logging Boogie)의 사용이 적절하다고 판단되며, 이는 향후 대상지역의 산림작업 계획시 기초자료로 활용할 수 있을 것이다. 임목수확작업에 필요한 기계의 이용계획과 작업방법을 선정할 경우에는 지형, 임도망, 임상, 작업규모, 노동력과 작업기술, 기계 및 자본력 등 많은 인자들이 중요한 결정요인이지만 무엇보다도 지형적인 요소가 가장 중요한 요인이다. 특히, 지형정보시스템을 이용하여 집재지형을 분류하면 산지사면의 경사길이와 경사도에 따라 벌출작업이 가능한 대표기종의 선정에 많은 도움이 될 수 있을 것이다.
A navigation system was developed for autonomous guidance of a combine. It consisted of a DGPS, a machine vision system, a gyro sensor and an ultrasonic sensor. For an autonomous operation of the combine, target points were determined at first. Secondly, heading angle and offset were calculated by comparing current positions obtained from the DGPS with the target points. Thirdly, the fuzzy controller decided steering angle by the fuzzy inference that took 3 inputs of heading angle, offset and distance to the bank around the rice field. Finally, the hydraulic system was actuated for the combine steering. In the case of the misbehavior of the DGPS, the machine vision system found the desired travel path. In this way, the combine traveled straight paths to the traget point and then turned to the next target point. The gyro sensor was used to check the turning angle. The autonomous combine traveled within 31.11cm deviation(RMS) on the straight paths and harvested up to 96% of the whole rice field. The field experiments proved a possibility of autonomous harvesting. Improvement of the DGPS accuracy should be studied further by compensation variations of combines attitude due to unevenness of the rice field.
A pepper harvester using a pair of counter rotating helically wound cylinders as a pepper removal mechanism has been developed. Pepper harvesting by machines under the customary cultivation practice was expected to lower land productivity, that most farmers were concerned about. As one way to compensate for loss in land productivity by machine harvest, experts on pepper cultivation suggested change of both varieties and plant density per area. From the view of machine design, their suggestion implied that distance between rows should be narrower and height of the pepper removal mechanism could be shorter. Experiments to improve perfect pepper recovery ratio and to reduce size of the pepper removal mechanism was accomplished. In order to be a economically feasible harvester, minimum pepper recovery ratio was required to be greater or equal to 80%. The research goal was achieved by both reducing the diameter of the wire-helices from 30 cm to 18 cm and increasing rotational speed of the wire-helices up to 425 rpm. The best perfect pepper recovery ratio was 82.3%. Validity of experiment design and interpretation on statistical analysis were discussed. To understand the pepper removal mechanism properly, a pepper removal theory based physics was judged to be necessary.
Transactions on Electrical and Electronic Materials
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제14권3호
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pp.143-147
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2013
This paper describes a low frequency driven electromagnetic energy harvester (EMEH) which consists of a thin flame resistant (FR-4) planar spring, NdFeB permanent magnets, and a copper coil. The FR-4 spring was fabricated using a desk computer numerical control (CNC) 3D modeling machine. Mathematical modeling and ANSYS finite element analysis (FEA) were used totheoretically investigate the mechanical properties of the spring mass system. The proposed EMEH generates a maximum power of 65.33 ${\mu}W$ at a resonance frequency of 8 Hz with an acceleration of 0.2 g (1 g = 9.8 $m/s^2$) and a superior normalized power density (NPD) of 77 ${\mu}W/cm^3{\cdot}g^2$.
According to the rising of national economic level, domestic consumption of vegetables having high additive values is increased continuously due to increased consumption of meat in last decade. These vegetables are produced almost in this country and are limited to import from neighbor countries in due of high transportation expenses for storing in refrigerated container. It is very important to mechanize the harvest work, forming more than 30% for their production cost, in order to cultivate variable vegetables at the same time according to their harvesting seasons. In this state its former harvest methods, with using of human power or semi-automatic harvest, caused to increase their production cost due to high labor cost and low working efficiency.
Purpose: Slow manual harvesting of rain-fed chickpeas cultivated in fallow fields in developing countries have encouraged the design of a mechanical harvester. Methods: A tractor-pulled harvester was built, in which a modified stripper header detached pods from an anchored plant and a chain conveyor transferred material. The stripper harvester was redesigned to use: 1) the maneuverability of tractor-mounted frames, 2) the adaptability of floating headers, and 3) the flexibility of pneumatic conveyors. Results: A mobile vacuum conveyor, which was an innovator open system, was designed for the dilute phase transferring mode for both grain and material other than grain. A centrifugal fan transferred harvested material to a cyclone separator that settled harvested material in a grain tank 1 m high. The machine at the spot work rate of $0.42ha{\cdot}h^{-1}$ harvested chickpea pods equal to the output of 16.6 farm laborers. Conclusion: The low cost and reasonable projected purchase price are the advantages of the concept. Additionally, the shattering loss reduction confirms the feasibility of the prototype chickpea harvester for commercialization.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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