In this study, the structural analysis and welding performance experiments were performed to reduce the weight of the semi-automatic TIG welding device. The structural analysis based on finite element method was performed on the lightweight design of the wire feeder's main frame to evaluate the structural safety and straightness of the lightweight frame. To reduce the weight of the welding wire feeder, the step motor was changed to a servo motor and a pinion gear made of lightweight reinforced plastic material was applied. In addition, a new type of welding torch was developed to reduce the weight of the welding torch and to supply more effective fillers. As a result of performing the TIG welding experiment using a prototype of TIG welding device consisting of a lightweight frame, feeding device and welding torch, it was confirmed that the working criteria were satisfied in terms of welding speed, welding bead shape, feeding uniformity and torch durability. The developed lightweight TIG welding device is expected to improve welding productivity and work convenience.

고추의 정식작업 시 불편한 작업자세와 작업시간의 과다소요로 정식적기를 맞추기 힘든 문제점이 있 다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 개발된 기존의 자동 채소 정식기는 남성체형에 맞추어져 여성이 나 고령자들이 사용하기에는 무겁고, 기계조작에 불편함이 있으며 소음 및 진동이 심하여 작업성근골격 계 질환의 발병률이 높아지게 된다. 따라서 본 연구에서는 내연기관이 아닌 전동모터를 활용하여 소음 및 진동을 줄이고 작업성근골격계 질환의 발병률을 낮추며 여성 및 고령자가 사용하기 쉬운 정식기 개 발을 목표로 하였다. 개발된 1조식 전동형 반자동 고추정식기는 주행장치와 식부장치, 모종공급장치로 구성되어 있으며 주행장치는 24V, 850W의 트랜스액슬, 식부장치는 슬라이더-크랭크 구조를 기본으로 하고 모종공급장치는 컨베이어를 설치하여 모종 트레이에서 뽑아서 컨베이어에 올리는 구조로 설계하였으며 장치를 순서에 맞게 제어하기 위하여 마이크로컨트롤러와 근접센서 등을 활용하여 제어하였다. 시험기의 성능을 분석하기 위하여 전력소모시험 및 정식시험 등을 실시하였다. 시험결과, 전력소모율은 평균 121.48Wh로 나타났으며 65Ah 배터리 기준으로 14시간이 사용 가능한 것으로 나타났다. 정식시험 에서 정식성공율은 73%로 나타났다. 차후에는 본 연구에서 개발된 정식기를 개선하고 최종적으로 자율 주행형 정식로봇을 개발하고자 한다.

본 연구에서는 국내에서 주로 사용되는 채소 정식기를 대상으로 전체적인 작동 특성을 분석하였다. 식부장치 거동에 영향을 주는 주요 구성요소 및 동력전달경로를 파악하였으며, 식부장치의 링크 구조를 기구적으로 분석하고 3D모델링 및 시뮬레이션을 수행하였다. 이를 바탕으로 식부호퍼 극하단점의 궤적을 분석하였다. 또한 엔진회전속도 및 식부변속단수 변화에 따른 주간거리를 도출하고 필드시험을 통해 검증하였다. 주요 결과로써, 식부장치는 10개의 링크와 13개의 회전 조인트로 구성된 1 자유도의 기구이며 각 부분들은 4절 링크식으로 구성되어 있었다. 링크장치의 거동에 의해 식부호퍼는 일정한 자세를 유지하면서 연직 방향으로 묘를 심어준다. 동력은 엔진을 통해 주행부 및 식부로 전달되었으며 식부장치의 최대 및 최소 주간거리는 각각 428.97mm, 261.20mm로 나타났다.

인은 식물체 생장에 있어 매우 중요한 요소로 농업에서는 화학비료의 형태로 많이 사용되어져 왔지만 경작지 내 인의 양을 정확히 알지 못하고 질소량 기준으로 시비하여 토양에 계속 축적되어 환경오염을 발 생시키고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 신속한 토양 분석 기술의 개발이 필요하다. 이 연구에서 는 침출, 여과 및 발색의 세 단계 반자동 분석 시스템을 개발하였으며, 각각의 과정을 표준방법과 비교하 고 분석하였다. 또한 분광기의 온도 제어 장치를 개발하고 온도는 22±0.5℃를 유지하는 것을 목표로 하 였다. 그 결과, 침출과정에서 Lancaster 분석법을 이용해 침출하였을 때와 반자동 장치를 이용해서 침출 하였을 때 R2 값은 0.985, RMSE 값은 73.11이었으며, 여과과정과 발색과정도 같은 방법으로 비교했을 때 R2 값은 각각 0.817, 0.893이었고 RMSE 값은 82.83, 57.72로 나타났다. 또한 3가지 단계를 모두 반 자동 분석 장치를 이용하여 연속적으로 측정하였을 때도 R2 값은 0.837, RMSE 값은 61.13으로 모든 과 정에서 70% 이상의 수준을 얻을 수 있었다. 이 측정 결과를 바탕으로 유의성 분석을 한 결과도 모든 과 정에서 유의수준 0.05일 때 유의미한 차이가 없음을 알 수 있어 토양의 인을 측정하는 Lancaster 분석법 대신 반자동 분석 장치를 활용한다면 보다 신속하게 측정 할 수 있을 것이라고 판단된다. 분광분석기의 온도 제어 장치는 PI 제어를 통해 목표 온도인 22℃에서 ±0.35℃ 이내에서 유지하는 것이 가능하였다.

현재 AASHTO 2002 및 한국형 도로포장설계법에서 탄성계수를 이용한 도로포장단면설계가 이루어지고 있으며, 다짐관리기법에서도 이를 위한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 노상 및 보조기층 다짐관리 활용되고 있는 기존의 동적 콘 관입시험기 시험방법의 어려움을 보다 신속하고 편리하게 개선하고자 한다. 기존의 동적 콘 관입시험기의 시험은 측정자가 직접 해머를 상부까지 들어 올려 낙하 시키는 방식으로 이루어져 있으며, 시험에 따라 해머의 낙하 횟수는 수십번에서 수백번까지 낙하횟수가 필요하다. 이때 측 정자가 해머를 상부 끝까지 들어 올려야 하지만 8kg 중량의 해머를 수십번 들어 올리다보면 측정자에 따 라 낙하거리 오차가 발생할 경우 에너지량이 달라지므로 그것이 반복 축적되면 데이터에 오류가 발생 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 반자동식 간이 동적 콘 관입시험기 및 자동식 동적 콘 관입시험기를 개발 하고자 한다. 반자동식 간이 DCPT의 경우 마크네틱베이스를 상부에 장착하여 무거운 중량의 해머를 자 동으로 잡아줌으로써 위와 같은 문제점이 발생 하지 않도록 보정 하였으며, 자동식 DCPT의 경우 자동으 로 해머를 올려줌으로써 시험의 횟수가 많은 장소나 규모가 큰 공사의 경우 편리하게 사용될 수 있을 거 라 예상 된다. 따라서 다양한 건설 인프라 및 공사여건에 맞추어 측정자의 편리성을 제공하고자 하였다. 더불어 전자동식 방식의 경우 사용이 불가피하면 수동으로 바로 사용 할 수 있어 시험장소 및 상황에 따 라 병행하여 사용할 수 있다. 다음 <그림 1>은 개발 동적 콘관입시험기 모습이며, 다음 <그림 2>는 국내 에서 채취된 노상토 및 보조기층을 활용하여 실내에서 기본물성값 실험을 실시한 후 기존 DCPT와 개발 DCPT의 다짐도별 타격당 관입량을 비교 분석한 그래프이다.

직물의 결점은 원단손실을 가중시키기 때문에, 검단공정에서 결점부위를 제거한다. 실제공장에서 이뤄지는 검단공정은 육안판정방식과 전자동 방식 중 하나를 채택하는데, 두 방식 나름대로 장단점이 있다. 본 연구에서는 육안판정과 전자동 방식의 장점만을 모아 검출은 사람이 하지만, 결점위치 정보 제공 및 결점정보 기록을 컴퓨터가 하도록 반자동 검단기를 개발하였다. 본 연구에서 개발한 레이저 그리드는 결점의 위치를 검단자가 쉽게 파악하도록 돕는 역할을 하며, 야드미터는 자동으로 결점의 위치를 측정하는 역할을 한다. 컴퓨터는 야드미터로 측정된 직물의 길이와 사람이 검출한 결점의 위치정보를 받아들여 저장하고 직물의 결점정보를 한눈에 보여주는 역할을 한다. 실제 사용되는 직물을 대상으로 특정 패턴으로 재단했을 때의 손실률을 계산하여 개발된 시스템의 성능을 객관적으로 평가하였다.

플러그육묘의 대량생산 보급에 대처하기 위하여는 정식기의 보급이 필요하다. 본 연구에 서는 국내보급중인 반자동정식기의 정식성능을 조사 분석하므로써 기계정식 작업시 최적작업조건 구명과 정식기 연구 개발의 기초 자료를 획득하고자 실시하였고, 정식시험을 실시한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 호퍼의 크기는 정식자세와 정식율에 영향을 미치고, 진압이 불량한 정식육묘는 1일후 고사하므로 재관수가 필요하였다. 따라서 복토진압장치는 전후좌우 진압법이 좋으며, 2중관수장치에 의하여 정식시의 관수량을 늘려야할 것으로 생각되나 물통의 용량이 또한 커지게 되어 기계의 운전 조작이 어렵게 되므로 자동육묘공급 정식기는 공간문제와 1~2인 작업을 전제로 할 때 효율면에서 자동관수는 없는 것이 바람직할 것으로 사료된다. 2. 반자동정식기는 몇 가지의 구조적 개선이 필요하지만 현재로도 정식기계의 운전을 주행 속도 14m/min 이하, 정식깊이 2~3cm, 간격 30cm로 하고 고추 육묘는 128공의 45일 육묘, 배추는 128공의 25육묘를 사용하면 플러그육묘의 정식에 적합한 것으로 생각된다.