• 제목/요약/키워드: cutting properties

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시설재배 참외 수확 로봇용 엔드이펙터의 설계 요인 분석 (Design Factor Analysis of End-Effector for Oriental Melon Harvesting Robot in Greenhouse Cultivation)

  • 하유신;김태욱
    • 생물환경조절학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.284-290
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    • 2013
  • 본 연구는 시설재배에서 참외를 수확할 수 있는 로봇의 엔드이펙터를 개발하기 위한 전단계로서, 참외의 엔드이펙트 중에서 소프트 핸드링이 가능한 그립퍼와 참외줄기를 절단하는 커터를 설계하기 위해 참외의 기하학, 압축, 절단, 마찰 특성 등을 분석하였다. 그 결과 참외의 길이는 평균 108mm, 직경은 중간지점에서 평균 70mm, 중량은 평균 188g, 부피는 평균 333mL, 진원도는 평균 3.8mm로 나타났다. 참외의 중량(W)에 대하여 길이(L)와 직경(D2)을 변수로 하는 식 $W=L^a{\times}D_2^b$로부터 비선형 회귀분석을 실시한 결과 a는 2.0279, b는 -0.9998의 상수값을 가지는 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 참외줄기의 지름은 평균 3.8mm이며, 참외 줄기는 중심으로부터 반경 5mm 범위 내에서 대부분 분포하였다. 참외의 항복치와 압축강도, 경도의 평균값은 각각 $36.5N/cm^2$, $185.7N/cm^2$, $636.7N/cm^2$이며, 참외 줄기의 절단력과 절단강도는 각각 $2.87{\times}10^{-2}N$$5.60N/cm^2$로 나타났다. 참외의 마찰계수는 고무가 0.609으로 가장 높게 나타났고, 그 다음으로 알루미늄이 0.393, 스테인레스강이 0.177, 테프론이 0.079로 나타났다. 분석된 자료를 토대로 엔드이펙터 설계시 동작에 따른 위치 오차와 안전율을 감안하여, 그립퍼의 및 커터의 크기, 선회반경, 설치위치, 구동모터의 동력, 재료 및 재질의 선정 등에 적용할 수 있을 것으로 판단되었다.

낙엽송과 리기다소나무 벌채지에 조성된 낙엽송 임분의 11년간 토양 물리·화학적 특성 변화 (Changes in Soil Physiochemcial Properties Over 11 Years in Larix kaempferi Stands Planted in Larix kaempferi and Pinus rigida Clear-Cut Sites)

  • 노남진;한승현;이상태;조민석
    • 한국산림과학회지
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    • 제112권4호
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    • pp.502-514
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    • 2023
  • 본 연구는 낙엽송과 리기다소나무 벌채지에 조성된 낙엽송 조림지의 토양 물리·화학적 특성 및 조림목 생장의 장기적인 변화를 이해하고자 수행되었다. 낙엽송 전생임분(춘천, 김천)과 리기다소나무 전생임분(원주, 가평)에 낙엽송 노지묘(1-1)를 3,000본 ha-1 밀도로 2009-2010년에 식재하였다. 조림 당해연도와 식재 후 3, 7, 11년에 토양 시료(0-20 cm)를 채취하여 물리·화학적 특성을 분석하였으며, 동시에 주기적으로 수고 및 근원경을 측정하였다. 연구 결과, 식재 초기 미사와 점토 함량, 총탄소와 전질소, 유효태인산 농도, 양이온치환용량 등의 토양 특성은 전생임분에 따른 차이를 보였으나, 조림목 생장은 전생임분에 따른 차이를 보이지 않았다. 토양의 화학적 특성은 전반적으로 김천지역이 가장 양호한 반면, 조림목 초기 생장은 가평지역에서 가장 높게 나타났다. 조림 11년 경과 후에는 어린나무가꾸기 작업에 따라 임분밀도가 크게 감소한 원주(1,028본 ha-1)와 춘천(1,359본 ha-1)에서 흉고직경이 더 크게 나타났다. 한편 조림 초기 전생임분과 조림지별 토양 특성의 차이는 낙엽송 조림 11년 경과 후 유사하게 변화하였다. 특히 벌채·조림 후 높게 나타났던 모래함량과 유효태인산 농도는 잠재적으로 유기물 유입과 양분 흡수에 의해 크게 감소하였다. 본 연구는 벌채 후 조기 재조림이 양분 용탈을 제한하고 토양 안정화에 기여할 수 있음을 제안하고, 낙엽송 재조림지의 양분 관리에 유용한 정보를 제공한다.

계장화 압입시험: 금속재료의 유동 응력-변형률과 잔류응력 평가를 위한 신 비파괴 측정 기술 (Instrumented Indentation Technique: New Nondestructive Measurement Technique for Flow Stress-Strain and Residual Stress of Metallic Materials)

  • 이경우;최민재;김주영;김광호;권동일
    • 비파괴검사학회지
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    • 제26권5호
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    • pp.306-314
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    • 2006
  • 가동 중인 설비 및 대형 구조물은 장시간 사용, 고온 환경 및 반복되는 하중 등의 영향으로 설비재료의 교체 및 유지 보수가 요구된다. 이때 설비의 기계적 특성을 평가하는 것은 필수 불가결한 요소 이지만 대부분의 물성평가방법이 파괴적이기 때문에 가동 중인 설비에 직접 적용하는 것은 상당한 어려움이 따른다. 그러나 계장화 압입시험법은 다양한 기계적인 특성을 비파괴적으로 측정하는 최신기술로서 재료에 하중 인가 및 제거 과정 중 하중과 변위를 연속적으로 측정하여 획득된 압입하중-변위곡선의 분석을 통해 유동물성, 잔류응력, 파괴인성 등의 기계적 특성을 평가 할 수 있다. 본 연구에서는 계장화 압입시험을 이용하여 철강재료 및 용접부 유동물성과 잔류응력을 정량적으로 평가하였다. 계장화 압입시험 시 발생하는 압입자 하부의 응력 상태를 고려하여 유동응력과 변형률을 정의하고, 이를 최적화된 응력-변형률 구성방정식을 통해 유동곡선 및 항복강도, 인장강도 등의 유동물성을 평가 하였다. 계장화 압입시험을 이용하여 잔류응력을 측정하기 위해 소성변형과 직접 관련된 편차 응력 성분만으로 압입변형과 잔류응력 간의 상호작용을 분석하여 잔류응력 모델을 정의하였다. 측정된 유동물성은 일축인장시험의 결과를 통해 그 정확성을 검증하였고, 잔류응력은 홀-드릴링, 절단법 및 ED-XRD 시험과 비교하여 그 모델을 검증하였다.

포항 심부 지열 시추공에 대한 물리검층 자료해석 (Interpretation of Geophysical Well Logs from Deep Geothermal Borehole in Pohang)

  • 황세호;박인화;송윤호
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제10권4호
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    • pp.332-344
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    • 2007
  • 경북 포항 부근에서 지열에너지 개발을 위하여 굴착된 심부 시추공에서 다양한 물리검층을 수행하였다. 물리검층의 주요 목적은 지층층서 해석, 원위치 물성 평가, 대수층 추정 등이다. 물리검층 자료 중에서 자연감마선검층 자료를 시추공 BH-1호공의 코어검층과 비교하여 제3기 반고결 퇴적층 및 백악기 퇴적층과 관입암 등의 지층 층서를 해석하였다. 원위치 지층 물성 대비도표는, 제3기 퇴적층, 백악기 퇴적층과 관입암 등의 지질 구분에 효과적으로 이용되었다. 시추공 BH-4호공의 심도 1981.3 m에서의 온도는 $82.51^{\circ}C$로 측정되었으나 안정된 상태에서 측정한 시추공 BH-2호공의 온도가 시추직후 교란된 상태에서 측정된 온도보다 높았음을 고려할 때, 실제 온도는 이보다 $5{\sim}6^{\circ}C$ 정도 높을 것으로 예상된다. 온도/전기전도도 변화율검층, 암편로그에서 대수층으로 추정되는 구간이 다수 존재하는 것으로 해석되었다.

Lipoxygenase 결여 콩 계통의 나물 특성 및 Lipoxygenase 활성 (Sprout Properties and Lipoxygenase Activity of Lipoxygenase-less Soybean Genotypes)

  • 이형일;김광철;박의호
    • 한국작물학회지
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    • 제50권spc1호
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    • pp.112-117
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    • 2005
  • 본 연구는 lipoxygenase 결여 품종인 진품콩2호와 lipoxygenase 가 존재하는 광안콩, 소백나물콩, 푸른콩의 교배조합 내의 각 계통의 lipoxygenase 유무를 확인하고 activity 차이를 규명함으로써 lipoxygenase 결여 나물콩 육성의 가능성을 알아보고자 수행되었다. 콩나물 재배일수별 lipoxygenase 여부, 재배일수별 lipoxygenase 활성도 등을 분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 콩나물 발아율은 대비품종과 계통들간의 큰 차이는 없었지만 정상 발아 개체율 에서는 계통이 $63\%$로 낮았으며 $T_{50}$은 1일로 소백나물콩, 푸른콩(0.6일)보다는 느렸으나 진품콩2호, 광안콩보다는 빨랐다. 2. 콩나물 생육은 치상 후 2일부터 콩나물 전체길이, 배축길이, 배축 직경을 조사한 결과 진품콩2호와 푸른콩 교배 조합 계통의 4537계통(콩나물 전체길이 13.9cm, 배축 길이: 7.3cm, 배축 직경: 2.2mm)이 대비품종들보다 높은 신장성을 보였다. 3. 콩나물의 물성은 치상 후 96시간 후에 hardness, cutting force, masticcation을 측정한 결과 lipoxygenase 결여 계통이 대비품종들보다 높게 측정되었다. 4. 콩나물 재배 일수 별 lipoxygenase band는 자엽부에서는 종실과 같이 lipoxygenase band를 확인 할 수 없었으며 배축부에서 모든 계통과 대비품종에서 확인 할 수 있었다. 5. 콩나물 재배 일수별 lipoxygenase 활성도는 2일차에 최고로 높았으며, 3일차에 최저치로 낮아진 후 다시 증가하는 양상을 나타내었다. 6. 각 교배 조합 내에서는 진품콩2호보다 활성도가 낮은 4510, 4522, 4537계통들이 lipoxygenase 결여 콩나물로서의 육종 가능성이 높을 것으로 생각되었다.

가시박의 질소비료 대체재로써의 이용 가능성 (The applicability of burcucumber (Sicyos angulatus L.) as a substitute for nitrogen fertilizer)

  • 김민석;민현기;홍선희;김정규
    • 한국환경농학회지
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    • 제35권1호
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    • pp.1-5
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    • 2016
  • 본 연구는 생태계교란 식물인 가시박 방제 작업으로 발생한 가시박 바이오매스의 질소비료 대체재로써의 이용 가능성을 평가하기 위해 수행되었다. 서로 다른 생장 시기의 가시박시료를 채취 및 토양에 처리하여 무기태질소 함량과 상추 생장량의 변화를 분석하였다. 동일한 총 질소 당량의 가시박을 투입하였음에도 불구하고 토양 무기태 질소의 함량은 투입한 가시박의 생장시기가 어릴수록 증가하였고, 그에 따른 상추의 생장량 역시 가시박의 생장시기가 어릴수록 증가하는 경향이 나타나 무기태 질소와 상추 생장량 사이에 높은 양의 상관(r=0.9409)을 보였다. 종합해보면, 질소화학비료 대체재로써의 가시박의 이용 가능성을 실험을 통해 확인할 수 있었으며, 가시박의 물리적 방제 용이성과 가시박에 의한 질소공급효과 및 후작 작물의 생장 측면에서 가급적 어린 유묘 상태에서 가시박을 제거하고 그 바이오매스를 이용하는 것이 유리해 보인다. 하지만 자연 상태의 토양 내 가시박 종자들은 어느 한순간에 모두 발아되는 것이 아니라 시간 차이를 두고 2-4달동안 지속적으로 발아하는 현장의 특성을 고려해야 하며, 더하여 현장 적용 시 가시박 시료 분쇄 크기의 한계와 인력 동원 비용을 포함한 비용편익 분석 등의 후속 연구가 필요해 보인다.

Falling Weight Deflectormeter를 이용한 동상방지층의 구조적 특성 분석 (Structural assessment of Anti-Freezing Layer with use of Falling Weight Deflectormeter Deflection)

  • 이문섭;김부일;전성일;박희문
    • 한국도로학회논문집
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    • 제12권2호
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    • pp.99-106
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    • 2010
  • 도로는 다양한 재료와 단면으로 구성된 구조물이기 때문에 계절적 및 재료 물성특성 뿐만 아니라 포장체 각 층의 구조적 적정성 또는 지지력 정도를 파악하는 것이 무엇보다 중요하다. 현재, 기존 동상방지층 설계법에 따르면, 동상방지층은 포장체의 구조적 적정성과는 무관하게 온도조건에 따른 동결깊이에 따라 일률적으로 결정되고 있다. 이러한 동결깊이를 포장구조설계에 적용하다 보니 포장 설계의 부실 내지는 과다설계의 우려가 있다. 이에 본 논문은 2m 이하 저성토부, 절토부 및 절성경계부 등을 구분하여 포장 하부층에서 동상방지층의 구조적 역할을 규명하기 위하여 Falling Weight Deflectormeter(FWD) 시험을 수행하였다. 전국 10개 현장에 대하여 보조기층면에서 FWD 시험을 수행하였다. 각각의 단면은 동방방지층이 있는 구간과 없는 구간으로 구분하여 실험을 수행하였다. 이번 현장 실험을 통하여 동상방지층이 있는 경우가 없는 경우에 비해 처짐량이 작게 측정되어 동상방지층이 포장체에서 구조적 역할을 담당하는 것을 확인 할 수 있었다. 특히 절토부에서 동상방지층이 있는 경우에 처짐량 값이 약 15~55% 정도 감소하며, 절성경계부에서 동상방지층이 있는 경우에 처짐량 값이 약 11~64%, 저성토부의 경우 약 2~38%정도 감소하는 것으로 나타났다. SCI를 이용하여 분석한 결과, 동상방지층의 두께가 전체 포장체의 구조적인 능력에 약 24% 차지하는 것으로 나타났다. 피로수명은 동상방지층이 있는 구간이 없는 구간에 비해 약 2배 높은 결과를 보여 피로균열 저항성을 증진시키는 것으로 나타났다. 이것은 동상방지층이 포장체에서 구조적인 역할을 한다는 의미이다.

회화나무 종자발아에 미치는 전처리의 효과 (Effects of Several Pre-treatments on Seed Germination or Sophora japonica L.)

  • 탁우식;김태수;최충호
    • 한국자원식물학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.580-585
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    • 2006
  • 본 연구는 경립종자로서 종피가 단단하고 두꺼워 발아시 어려움이 있는 회화나무 종자를 여러 가지 전처리를 통해 발아율 및 발아지수를 향상시키고자 실시하였다. 종피 파상처리로서 황산 30, 60, 90% 용액에 30분간 침지하였고, 종자의 유근 반대편 부위를 1/8, 2/8, 3/8씩 절단하였다. 또한 종자를 젖은 수건에 싸서 밀봉 후 $4^{\circ}C$ 저온고에 각각 3, 5, 10일간 보관하였으며, $90{\sim}95^{\circ}C$ 뜨거운 물에 각각 2, 5, 10분간 침지하였다. 전처리된 종자는 각각 다른 발아특성을 나타내었다. 황산 처리된 종자는 발아율 및 발아지수에서 무처리구 보다 높게 나타났다. 특히, 황산 90%처리에서 가장 높은 효과를 보여주었다. 종자 절단 처리에서는 절단 길이가 늘어날수록 발아율 및 발아지수가 감소하였으며 종자의 냉층적 처리에서는 차이를 보이지 않았다(p=0.258). 열탕 처리시 2분 침지 종자는 무처리 종자보다 발아율 및 발아지수가 낮게 나타났으며 5, 10분 침지 종자는 발아하지 않았다. 전처리가 종자 발아뿐만 아니라 유묘활력에도 영향을 미치는지 알아보고자 전처리 종자로부터 생장한 유묘를 대상으로 상대생장율 및 T/R율을 조사한 결과 황산 90% 처리구의 유묘에서 가장 뛰어난 수고 및 근원경의 상대생장율과 T/R율을 관찰 할수 있었다. 위의 결과로서 황산 90% 용액에 30분간 침지처리를 했을 때 회화나무 종자의 발아율, 발아지수를 비롯한 유묘의 상대생장율 및 T/R율이 높게 나타남을 알 수 있었다.

통배추김치 제조의 표준화 연구 I. 농도별 건염법이 배추 질감에 미치는 영향 (Standardization of Preparation of Chinese Cabbage Kimchi I. Effects of Dry Salting of Method Salt Content on the Texture of Kimchi)

  • 정순애;오현희;전소현;최은정;김병미;조신호
    • 한국식품영양학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.423-429
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    • 2003
  • 통배추 김치제조의 표준화 연구를 위해 소금농도와 절임방법을 달리한 후 소금함량과 조직감의 변화를 분석하였다. 1. 관능검사 결과 건염법에서 소금농도가 증가할수록 견고성과 아삭아삭함은 감소하고, 씹힘성은 증가하였다. 2. 줄기와 잎의 소금농도에서 염수법(16%B)은배추줄기와 잎의 농도 차가 크게 나타났고, 이는 상관관계 분석결과에서도 16%B에서만 음의 상관성을 나타내므로써 확인할 수 있었다. 3. 기계적 분석의 결과는 소금농도가 증가할수록 압착력은 감소하고, 절단력은 증가하였다. 그리고 압착력에 비해 절단력이 소금농도에 더 예민하게 나타남을 확인할 수 있었다. 4. 현미경 관찰에 의한 세포벽의 미세구조는 소금농도에 따라 점차적으로 변형되는 반면, 유관속계는 일정 소금농도에서 완전히 붕괴되었다. 5. 배추의 소금농도와 상관성인 큰 변수로는 아삭아삭함과 절단력이 유의성 있는 결과를 보였다. 또한 절임배추에 있어서 절단력의 증가는 아삭아삭함과 상관성을 나타내었다. 결과적으로 16%B와 10%S에서 소금농도와 관능적, 기계적 측정결과가 유사하였으며, 소금농도와 질감의 변화를 고려하였을 때 10%S와 12%S가 가장 적당하였다. 또한 배추의 절임 정도를 예민하게 판정하는 지표로는 아삭아삭함과 절단력으로 나타났다. 그러므로 소규모의 김치제조시 염수법보다 건염법을 이용하면 소금의 양을 절약하고 절임시간을 단축할 수 있을 뿐만 아니라 줄기와 잎이 고르게 절여지므로 균일한 맛의 김치를 제조할 수 있다.

화강암 석재 가공 슬러지의 재활용 (The Recycling of Sludge from Granite Stone Cutting and Polishing)

  • 이성오;국남표;임영빈;신방섭
    • 자원리싸이클링
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    • 제4권1호
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    • pp.12-19
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    • 1995
  • 화강암 석재가공 공장의 절단 및 연마공정시 발생하는 슬러지를 재활용하기 위해 광물학적 조사 및 화학분석을 실시하였으며, 철분 및 불순물등의 제거 실험을 위한 습식 하드로싸이클론 및 고구배자력선별 실험을 실시하였다. $SiO_2$$Al_2O_3$의 함량은 각각 70.9%, 13.6%이었으며, 요업 및 사업원료로 사용하는데 있어서 백색도를 저하시키는 불순물인 $Fe_2O_3$함량은 2.52%로 비교적 많았으며, $TiO_2$함량은 0.29%이였다. 하이드로싸이클론 실험결과 슬러지의 양은 100~150g/l, Underflow Nozzle의 크기는 2.0~2.5mm, 압력은 1.2~1.6kg/$\textrm{cm}^3$의 조건에서 $-37{\mu}\textrm{m}$ 입도 85%를 얻을 수 있었다. 고구배자력실험결과 10,000가우스에서 $Fe_2O_3$는 0.65%, $TiO_2$는 0.07%인 비자착산물을 얻을 수 있었으며, 분산제로 Sodium tripolyphosphate를 사용한 결과 탈철에 효과적이였다. 슬러지 산물의 물리적인 특성은 백색도 68.5%, 수축율 13.4%, 비표면적 $3.0812m^2/g$로 나타났다.

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