농가의 핵심 농기계 이용 만족도를 조사·분석한 결과, 수입산이 국산 대비 트랙터는 1.2배, 콤바인 1.3배, 이앙기 1.4배 높은 것으로 나타났다. 즉 가격과 사후봉사를 제외한 작업성능, 조작편이성, 내구성, 고장빈도에서 높은 만족도를 보였고, 이는 전자유압제어, 파워트레인 및 변속기 설계, 신소재, 저소음 캐빈 등 기술수준의 차이가 반영된 결과로 여겨진다. 국산 농기계의 품질향상을 통한 적극적인 대응이 필요한 것으로 판단된다. 대리점을 대상으로 한 핵심 농기계의 부품 및 소모품에서 고장·수리 빈도수가 높게 나타났다. 트랙터는 주요 4개 부위에서 85.3%, 콤바인은 5개 부위에서 89.6%, 이앙기는 3개 부위에서 80.5%가 발생한 것으로 분석되었다. 그리고 제조사를 대상으로 한 수입산 대비 국산의 기술수준이 중소형 트랙터, 4조 콤바인 및 6조 이앙기는 근접하였으나, 트랙터는 60-100%, 콤바인 70-100%, 이앙기 70-95%로 평가되었다. 또한 국산의 문제점으로 트랙터는 내구성과 조작편이성, 콤바인은 내구성, 이앙기는 조작편이성을 가장 큰 문제로 인식되고 있다. 농가, 대리점 및 제조사의 조사결과를 종합해보면, 농가 및 대리점에서는 품질 개선과 내구성 향상이 시급하다고 응답하는 반면에, 제조업체는 주로 작업성능과 조작편이성 향상 기술개발에 역점을 두고 있어 현장과 괴리감을 보였다. 따라서 제조사에서는 농가와 대리점의 애로사항을 설계·생산에 적극 반영해야 할 것으로 판단된다. 특히, 수입산 농기계 대비 국산의 가장 큰 문제점은 잔고장으로 대표되는 품질 문제로 분석 되었다. 이는 제조사 입장에서 농기계 판매의 계절성에 따른 경영악화와 소량 생산으로 인한 한정적인 제품원가 절감요소가 낳은 결과로 판단된다. 제조사 입장에서는 시장의 가격경쟁력 강화를 위해 자체적으로 기종별 부품 공용화와 다량 구매 부품의 원가절감 전략을 구사하고 있는데, 이로 인해 오히려 품질 저하와 농가 불만 증가를 초래, 점진적인 시장점유율 하락을 인지하면서도 부품개발 등에 적극적으로 대응하지 못하고 있는 것으로 나타났다.

Piezoelectric harvester for road power generation was installed on test roads owned by Korea Highway Corporation. 24 harvesters were installed on the concrete pavement and the remaining 12 harvesters were installed on the asphalt pavement. After installation, power generation performance and environmental tests were carried out with three types of vehicles: compact / passenger cars / trucks. The running speed of the vehicle was 30 km/h, 60km/h, 90 km/h. The test results show that the larger the weight of the vehicle, the higher the power generation, the concrete road than the asphalt road, and the exposed type rather than the buried type. The generation amount according to the depth of buried was at least 2.2 times at the depth of 1cm than 5cm depth. When the delegator lighting test was performed using 12 harvesters, it was possible to light up more than 20 seconds in one vehicle due to the improvement of the charging circuit. In addition, the wireless communication module driving test enabled temperature sensing and data transmission for 25 seconds. In addition, there was no breakage of the pavement when driving more than 180 times, and the generation amount was maintained more than 90%. However, Test for the durability of the pavement and the self-durability of the harvester is required more than 180 times of vehicle driving conditions and required more than minimum of 6-12 months of long-term monitoring.

As the demand of fossil fuel has been increased, meeting future will be faced with exhausted non-renewable energy generation. In addition, there is a lot of expectation that fossil fuel resources are expected to get depleted in the end of century. Piezoelectric energy harvesting technology has significant advantages over other renewable energy sources such as solar panel, wind and geothermal energy. By using the pressure of vehicles, the piezoelectric energy transforms to electric energy by deformation of paving materials. There are many studies about this theme, only a few researches have been conducted on-site. It means that piezoelectric harvester is not available for roadway. Therefore, it is necessary to make it better a research framework that is available technology of piezoelectric materials and paving materials. The piezoelectric generator is tested before piezoelectric harvester manufacture for roadway. Each piezoelectric generator produces 9.38[mW/cm²] and piezoelectric harvester is manufactured by the number of 85 the piezoelectric generator. This harvester size has 50*20*9cm3 which is considered for wheel path of vehicle. When the chosen vehicle (about 2 ton) pass this harvester, the amount of electric energy is 255[W/m²] under 2[mm] of deformation and 30[km/h] of velocity. In this situation, the gathered energy is multiplied the maximum of voltage and electric current then divide it for the area of harvester. The test result is the temperature difference between the inside and outside after the thermal insulation coating process. When the external surface temperature is increased to 180 degrees, the internal temperature is kept 80 degrees even after about 30 minutes, indicating that the internal materials are protected from heat. In spite of many advantages with piezoelectric harvesting system, it is very hard to fit between roadway and harvester because of pavement damage. Most of paving material has a strong thickness. In this study, instead of asphalt and concrete pavement, the paving material is compound of poly-urethane to protect rutting and damage. To analysis for behavior, test is conducted by 90,000 times of wheel load on the pavement. The red line on the graph is commonly used asphalt pavement and the green one is polyurethane pavement. As it seemed that polyurethane pavement shows that the depth from wheel load is over 5 times better performance compared with asphalt pavement. Construction design is first of all, cutting off asphalt which is established before, then set up the tenth of piezoelectric harvesters, twenty fourth of road markers is installed into the roadway. Before filling up to space with polyurethane materials, wire arrangement and connect to controller. Each harvester is connected with controller that makes a signal for voltage, temperature sensor, water leak sensor. In order to use electric energy by harvester, road markers are selected, which each harvester has three of road markers. A circuit for lighting the light emitting device using the output of the harvester installed in the rest area was designed and manufactured. Basically, a circuit is configured to light up the harvester output, and a commercial power supply can be used in case the output of the harvester is reduced due to the durability thereof, and a controller is manufactured for each harvester to connect the road markers. Key Words: Piezoelectric Harvester

To evaluate performance of the experimental pick-up type pulse crop harvester for harvesting sprout bean, its pick-up and discharging grain loss ratios, grain quality such as whole grain ratio, damaged grain ratio, unthreshed grain, and foreign material ratio in grain tank, germination rate of threshed grain, and theoretical field capacity of the harvester were analyzed according to engine speeds of 2000, 2400 and 2800 rpm and harvesting speeds of 0.6, 1.0 and 1.4 m/s. It is considered that the harvester showed optimum performance at the engine speed of 2800 rpm and the harvesting speed of 1.0 m/s, and then average pick-up grain loss ratio of 2.7%, discharging grain loss ratio of 0.5%, whole grain ratio of 99.3%, damaged grain ratio of 0.2%, unthreshed grain ratio of 0.0%, foreign material ratio of 0.2%, and germination rate at 8 days after seeding of 72.8% were shown. It is considered that the harvester has lower grain loss and higher grain quality than the imported bean combines. And also as it could harvest 3 rows of cut and dried sprout bean crop width of which was about 2 m, its effective field capacity was estimated for about 50 a/h.

본 연구는 수집형 자주식 두류 콤바인 개발을 위하여 시험용 수확기를 설계·제작하여 예취·건조된 팥을 대상으로 수확작업 성능을 분석하였다. 수확시험은 수확기의 엔진 회전속도 2000, 2400, 2800rpm, 작업속도 0.6, 1.0, 1.4m/s의 설정에 따라 수집 손실비율, 배진 손실비율 등 수확손실과 수 확된 곡물 품질로서 완전립 비율, 손상립 비율, 미탈곡립 비율, 이물질 비율을 분석하였으며, 작물 재배 폭과 작업속도를 고려한 이론작업능률을 계산·추정하였다. 시험기는 운전조건이 엔진 회전속도 2400rpm, 작업속도 1.0m/s일 때 가장 좋은 작업 성능을 보인 것으로 판단되며, 이 때 수집 손실비율 약 3.9%, 배진 손실비율 약 0.5%, 총 손실비율 약 4.4%, 완전립 비율 약 97.0%, 손상립 비율 약 1.8%, 미탈곡립 비율 약 0.0%, 이물질 비율 약 0.4%의 성능을 보여 국외 보통형 콤바인 보다 곡물 손 실이 적고, 수확 곡물의 품질도 높아 우수한 작업 성능을 보인 것으로 나타났다. 또한 시험기는 팥의 수확시험 조건이 불량한 상태에서도 재배 폭이 약 2m인 3조 예취·건조 팥을 약 1.0m/s의 작업속도로 수집·탈곡할 수 있어서 이론 작업능률은 약 70a/h 정도일 것으로 판단되었다

This research studied the optimum design factors of garlic harvest, and investigated and analyzed labor, working hours, root chopping rate, and soil shaking degree, etc. to develop garlic harvester attached to cultivating tractor. As the research result, this research made 130cm of ridge and 20cm of furrow for machine work, working hours took 1 hour to cut 10a(990m2) utilizing spinach harvester attached to cultivating tractor, however cutting by labor force took 25 hours. Reduction of labor due to mechanization harvest raised by 25 times, which is expected to greatly contribute to resolving shortage of farm village labor. mechanical work performed 990m2 per hour, however harvest by labor force was 40m2 per hour, which showed 25 times of labor reduction effect compared to labor force harvest. Necessary expense was 2,970won per 990m2 by mechanical harvest, however 124,740won by labor force, which showed 37% of reduction effect compared to the economic analysis result.

This study was carried out to investigate of the performance for Sweet potato Harvester using Power-tiller. There was highly reduction in energy consumption using by Sweet potato Harvester of Power-tiller. A diesel engine with four cycle with single cylinder, water cooling and rated output 8.1 kW/2200 rpm was selected. The experimental factors for performance test, engine speed ranged from 1000 rpm to 2400 rpm, and BSFC, efficiency, traction power, and vibration were measured. The results obtained were as follows; engine output were increased from 4.4 kW to 5.74 kW at 1800 rpm and increased to 8.83 kW at 2400 rpm The specific fuel consumption was decreased to 320 g/kW.h at engine speed 2200 rpm and the traction power were showed 420~440 kgf.

본 실험은 오이수확기의 메니퓰레이터에 장착하는 엔드이펙터를 생각한 것이다. 모터는 DC모터로 기어를 이용하여 작동되며, 동력전달에 있어 균형적인 배분을 이루었고, 따라서 부드러운 작동이 가능하였다. 또한 축을 이용한 베벨기어의 동력 전달로 모터에서 나온 회전력을 기어로 확실히 전달하였고, 결과적으로 오이 과병 절단 rpm에 있어서는 정확한 측정이 가능했다. 주요 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 모터는 칼날을 회전시키는데 있어 제어가 쉽고, 정확한 동력전달로서의 베벨기어는 비교적 정확한 결과를 제시했다. 2.실험에서의 반복적인 오이 절단작업에 제시된 결과는, 모든 작물에 적용될 수는 없지만, 오이 과병의 절단은 적정 rpm라 각도를 구하여 기계적 최적상황을 찾았다. 수평에서 위로 30˚각도와 198 rpm에서 효율 적인 절단작업이 이루어 졌다. 3. 엔드이펙터의 구조는 간단하면서도 고장 없이 제작되어야 하고 또한 경량이며 수분에 부식되지 않는 재료를 사용하여 설계하였다

본 연구는 오이 수확기 개발을 위해 매니퓰레이터를 설계 제작하였다. 실험에 사용한 3축 매니퓰레이터는 견고성, 내구성, 모멘트를 줄이기 위해 모터 및 감속기의 하중이 실리지 않는 곳에 장착하였다. 주요 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. 3차원 공간상의 좌표에 대하여 매니퓰레이터의 10회 반복 측정한 오차의 평균은 Z축에 관계없이 0.1 mm내외로 정확하게 작동하는 것으로 나타났다. 실내 실험에서 25개의 오이에 대한 실험 결과 22개의 절단하여 92%의 성공률을 보였으나, 원인은 오이가 기형과이며, 수확한 후 시간이 경과하여 오이 과병의 물성이 변한 것으로 판단된다. 실내 실험에서 오이 과병을 절단하지 못한 경우에도 매니퓰레이터는 오이 과병에 0.1 mm 내외로 엔드이펙터을 접근시켰다. 50개의 오이에 대하여 현장 실험을 한 결과 42개, 84%의 절단율을 보였다. 16%의 오차가 발생한 것은 수확적기가 지나서 오이의 과병이 짧고 뭉툭해서 나타난 것으로 판단된다.

본 연구는 오이수확기 개발을 위하여 오이의 인식에 장해가 되는 잎의 부분적인 제거 및 기계화를 위한 재배방식이 오이의 생육과 수량에 미치는 영향을 구명하고자 하였다. 세가지 형태의 잎제거 방식과 두가지 형태의 정식간격, 그리고 3가지 형태의 줄기 유인방식을 정하여 오이의 전장, 수량과 1등급비율을 측정한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 잎제거 형태에 따른 오이의 생육을 관찰하기 위해서 전장을 측정한 결과, 관행적인 제거방식의 경우, 일정 실험기간동안 평균 52.2cm 생장하였다. 또한, 2일마다 하부잎 하나를 제거한 경우에는 평균 51.5cm 생장하였다. 수확한 오이가 있는 경우 하부의 잎을 모두 제거한 경우에는 평균 51cm가 생장한 것으로 보아 평균 3% 이내의 차이를 보였다. 또한, 24cm, 30cm의 주간간격에 따라서는 각각 평균 50.8cm, 51.8cm의 약 2%정도 생장에 차이를 보였다. 따라서 부분적인 잎제거는 오이의 생장에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 판단되었다. 2. 판별변수의 하나인 수량과 1등급비율을 잎제거 형태에 따라 비교해 보면, 관행적인 제거방식의 경우, 평균 한주당 2.6개/일 를 수확하였다. 1등급 비율은 56.7%로 나타났다. 또한 2일마다 하부잎 하나를 제거한 경우에는 평균 한주당 2.47개/일의 수확이 있었으며, 1등급 비율은 53.1%로 나타났다. 마지막으로 수확한 오이가 있는 경우 하부의 잎을 모두 제거한 경우에는 한주당 평균 2.48개/일 를 수확하였으며, 1등급 비율이 56.3%로 나타났다. 따라서 수량의 차이는 약 6%정도이고 1등급 비율도 10% 이내로 큰 영향은 없는 것으로 판단되었다. 3. 오이의 주간간격에 따른 수량과 1등급비율을 측정한 결과, 24cm의 경우 한주당 2.3개/일의 평균수확이 되었다. 1등급비율은 59.8%, 30cm의 경우 한주당 평균 2.5개/일을 수확하였으며, 1등급은 57.2%로 나타났다. 따라서 수량은 24cm의 경우가 약간 적었지만 1등급의 비율로 환산하면 크게 차이가 없는 것을 알 수 있다. 따라서 농가전체 수량을 기준으로 한다면 24cm가 유리하다고 판단되었다. 4. 줄기유인 형식에 따라 수량과 1등급비율을 살펴보면, 관행적인 방법은 평균 한주당 2.9개/일, 42.8%, 직립후횡유인은 평균 한주당 2.2개/일, 61.3%, 직립후 가로줄유인은 평균 한주당 2.2개/일, 54.1%로 나타났다. 따라서 수량과 1등급을 동시에 고려하면, 큰 차이는 없지만, 직립후 횡유인방법과 직립후 가로줄유인의 경우는 오이가 지면에서 상대적으로 상부에 위치하므로 영상인식과 기계화 측면에서 유리할 것으로 생각되었다.

Background : Fruit picking is the most labor consuming procedure for Boxthorn (Lycium chinense Mill.) growers. Recently fruit harvesters were invented and improved in the efficiency to fulfill the expectation of farmers through field demonstration tests. Additionally, T-type hedge cultivation method harmonized well with fruit picking machine, but it also needed to be improved in its’ pruning methods for the efficiency of fruit collecting procedure. Methods and Results : In this experiment, ‘Cheong-un’ cultivar and local variety were grown in the rain shelter greenhouses for the tests. Plots were set by randomized block design. There were two types of previously developed harvesters. One vibrates it’s harvest rod right and left (A type) and the other shakes it’s rod back and forth (B type). Among two harvesters A type was superior to B type in efficiency and convenience in use and it was able to harvest eleven times more fruits than manual picking in simple comparison test. In field comparison test, A type harvester performed 4.6 to 5 times more fruits than manual fruit picking. T-type hedge cultivation method is the proper way of enhancing efficiency of harvester. In the test, wiry perpendicular branches formed by once pruning method hindered moving forward of fruit collector. However installing collecting net with velcro along the edge under the field increased the efficiency and handiness of fruit harvester and well harmonized with T-type hedge cultivation. Conclusion : From the above results, the newly developed fruit harvester could increase the annual income of Boxthorn growers by reducing fruit picking labor and time.

As most infrastructure have low natural frequency for vibration, an energy harvester to operate wireless sensors for them should be aimed to low frequency and have high output efficiency. This study proposes the energy harvester with parallel-connected single crystal ceramic for low frequency in order to gain enhanced efficiency. The performance is confirmed by the experiment using the acceleration data of hangers in Yeongjong Bridge.

Despite the fact that wireless sensor is needed to be activated in order to do efficient and continuous management, batteries are limited on their lives in case of wireless sensor. This paper suggests that the energy harvester model can be used within low frequency and examined using single crystal PMN-PT material which is definitely good at the efficiency of piezoelectric in order to maximize the output power. And the possibility of wireless sensor node power supply is verified by using an acceleration data of cable hangers of YoungJong Grand Bridge.

본 연구에서는 진동-충격 영향을 고려한 비선형 해석을 통하여 스탑퍼의 유/무에 따른 켄틸레버형 압전 에너지 하비스터의 응답 특성을 해석하였다. 실험을 통하여 각 케이스에 따라 발생하는 전력을 측정하여 스탑퍼의 유/무가 압전 에너지 하비스터의 동적 특성에 미치는 영향을 분석하였다. 본 연구에서 제안한 압전 에너지 하비스터 모델은 1차 모드에서 공진주파수가 9Hz에서 8Hz로 감소했고 에너지 발생 효율은 저항이 800㏀에서 0.42mW가 0.58mW로 향상 되었다. 연구결과를 토대로 스탑퍼는 효율적인 변위제어를 통하여 취성 재료인 압전세라믹의 내구성을 향상 시키고 보호하는 역할을 함을 알 수 있었다.