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한국농업기계학회 학술발표논문집 update

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수록정보
수록범위 : 1권0호(1996)~26권1호(2021) |수록논문 수 : 4,219
한국농업기계학회 학술발표논문집
26권1호(2021년 04월) 수록논문
최근 권호 논문
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1Connected Farm 개발 동향

저자 : 강영선

발행기관 : 한국농업기계학회 간행물 : 한국농업기계학회 학술발표논문집 26권 1호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 5-24 (20 pages)

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2Data-driven Smart agriculture: Development & development direction : Smart farm

저자 : 서현권 ( Hk Suh )

발행기관 : 한국농업기계학회 간행물 : 한국농업기계학회 학술발표논문집 26권 1호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 27-41 (15 pages)

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3디지털 농업을 위한 인공지능 기술

저자 : 신병주

발행기관 : 한국농업기계학회 간행물 : 한국농업기계학회 학술발표논문집 26권 1호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 45-65 (21 pages)

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4플라우 경운 작업 시 농업용 트랙터 캐빈의 거동 분석

저자 : 전현호 ( Hyeon-ho Jeon ) , 백승민 ( Seung-min Baek ) , 백승윤 ( Seung-yun Baek ) , 김용주 ( Yong-joo Kim )

발행기관 : 한국농업기계학회 간행물 : 한국농업기계학회 학술발표논문집 26권 1호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 71-71 (1 pages)

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농업기계는 비정형 포장에서 작업을 수행하며, 작업 시 캐빈의 자세는 지속해서 변화된다. 지속적인 캐빈의 자세 변화는 운전자의 피로도를 증가시키기 때문에, 이를 해결하기 위해 최근 관련 연구가 활발히 수행되고 있다. 본 연구에서는 플라우 경운 작업 시 농업용 트랙터 캐빈의 자세를 계측하고 거동에 대한 분석을 수행하였다. 본 연구에 사용된 트랙터의 중량 및 크기는 각각 4,000 kg 그리고, 4,020 × 2,270 × 2,790 mm(length × width × height)이다. 트랙터의 자세 측정을 위해서 IMU (Inertia Measurement Unit)가 내장된 Ellipse Series (Ellipse2-D, SBG SYSTEMS, France) INS (Inertial Navigation System)를 캐빈의 무게중심에 부착하였다. 계측 장비의 데이터 계측 속도는 센서의 성능을 고려하여 200 Hz로 설정하였으며, Roll 및 Pitch 데이터를 계측할 수 있게 설정하였다. 계측시험은 충남 당진(36°55'49.8" N, 126°37' 57.3"E)에 위치한 필드에서 수행하였다. 작업은 가장 많은 부하가 발생하여 캐빈의 거동에 많은 영향을 끼치는 플라우 경운 작업으로 선정하여 수행하였다. 작업 단수는 플라우 경운 작업 간 가장 많이 사용하는 B2(5.1 km/h)단과 B3(7.6 km/h)로 설정하여 수행하였다. 계측결과, B2단에서 작업수행 시 Roll은 최대 1.2°, 최소 -0.3°, 평균 0.4°, 표준편차는 0.3°로 나타났으며, Pitch는 최대 1.1°, 최소 -0.1°, 평균 0.5°, 분산은 0.2°로 나타났다. B3단에서 작업수행 시 Roll은 최대 0.6°, 최소 -2.5°, 평균 -1.1°, 분산은 0.7°로 나타났으며, Pitch는 최대 0.7°, 최소 -2.6°, 평균 0.7°, 분산은 -1.1°로 나타났다. 작업속도가 증가하면, 트랙터 캐빈의 롤 및 피치 등 자세 변화가 더욱 크게 나타나는 것으로 판단된다. 차후 연구에서는 본 연구에서 계측된 데이터들을 이용하여 캐빈의 자세제어 시스템 개발을 위한 연구를 수행할 예정이다.

5베일 압력에 따른 78 kW급 농업용 트랙터의 PTO 부하에 관한 연구

저자 : 이남규 ( Nam-gyu Lee ) , 김용주 ( Yong-joo Kim )

발행기관 : 한국농업기계학회 간행물 : 한국농업기계학회 학술발표논문집 26권 1호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 72-72 (1 pages)

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This is a basic study for the performance evaluation and optimal design of the 78 kW class tractor PTO (Power-Take-Off) during baler operation. A load measurement system was developed using a PTO torque meter and DAQ (Data Acquisition). The PTO torque according to the bale pressure was collected using a load measurement system, and the equivalent torque was analyzed. A bale pressure measurement system was developed using a proximity sensor and load cell. The bale pressure level is configured to be set by adjusting the distance of the proximity sensor. The bale pressure was measured by setting the distance of the proximity sensor to 5 and 10 mm, and bale pressures were found to be about 220.4 and 527.3 kgf, respectively. As a result of measuring the PTO load under the same bale pressure condition and calculating the equivalent torque for 5 and 10 mm were found to be 357.15 and 538.48 Nm, respectively. The PTO equivalent torque increased by about 33% as the bale pressure increased. The equivalent PTO torque for 5 and 10 mm were found 45 and 17% lower than the tractor maximum PTO torque, which was 654 Nm. It was observed that the PTO equivalent torque was lower than the tractor PTO maximum torque during baler operation. Therefore, it is necessary to perform PTO performance evaluation and optimal design in consideration of the equivalent torque generated according to the bale pressure during actual baler operation.

6전기구동 AWD 트랙터의 견인 성능 평가

저자 : 백승윤 ( Seung-yun Baek ) , 김용주 ( Yong-joo Kim )

발행기관 : 한국농업기계학회 간행물 : 한국농업기계학회 학술발표논문집 26권 1호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 73-73 (1 pages)

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This study aims to evaluate the traction performance of an electric AWD (All-Wheel-Drive) tractor based on the power transmission and charging systems. The platform includes the electric motor, helical gear reducer, planetary gear reducer, and wheels. The electric system consists of a battery pack and charging system. An engine-generator and charger are installed to supply electric energy during agricultural operations. The load measurement system consists of analog (current) and digital (battery voltage and rotational speed of the electric motor) components using a controller area network bus. The output torque of the motor is calculated using the current and torque curves provided by the company. The agricultural work performance is verified by comparing the torque and rpm (T-N) curve of the motor with the reduction ratio applied. The traction is calculated using torque and specifications of the wheel, and traction performance is evaluated using tractive efficiency (TE) and dynamic ratio (DR). The electric motor protects itself from damage by limiting output when slip occurs. Results indicate that the proposed electric AWD tractor demonstrates improved traction performance under a high-load condition, based on the output torque of the electric motor, TE, and DR.

767 kW급 농업용 트랙터 후륜 타이어 접지폭에 따른 기어 강도에 대한 연구

저자 : 백승민 ( Seung-min Baek ) , 김용주 ( Yong-joo Kim )

발행기관 : 한국농업기계학회 간행물 : 한국농업기계학회 학술발표논문집 26권 1호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 74-74 (1 pages)

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The purpose of this study was to measure the engine torque and rotational speed of a 67 kW class agricultural tractor according to tire type during plow tillage and to analyze the gear strength of the driving shift for the tractor. A field test was performed under the condition with a single tire (Test A) and dual tires (Test B) to increase the ground width of the rear tires. A load monitoring system was developed, and the engine torque and rotational speed were measured using controller area network (CAN) communication. The engine torque and rotational speed during plow tillage were calculated as the equivalent torque and speed using Palmgren Miner's rule. As a result, the equivalent torque and speed in Test A and Test B were 181.0 Nm and 1,913 rpm and 206.1 Nm and 2,130 rpm, respectively. As the ground width of the rear tire was increased, the bending stress in Test B was about 9.9 to 10.5% higher than that of the Test A, and the contact stress was about 4.6 to 4.9% higher than that of the Test A. Under all conditions, the safety factor for the bending and contact stress was 1 or more. Thus, the driving shift gears for the dual tire type are considered safe.

8야외 환경에 대한 3D 비전 센서의 논둑 인식 강인함 평가

저자 : 황예빈 ( Ye Been Hwang ) , 윤창호 ( Changho Yun ) , 김학진 ( Hak-jin Kim )

발행기관 : 한국농업기계학회 간행물 : 한국농업기계학회 학술발표논문집 26권 1호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 75-75 (1 pages)

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자율주행 농기계의 작업 과정에서 작업 효율과 안전성을 확보하기 위해서는 논둑 경계를 인지하는 것이 중요하다. 논둑은 다양한 형태를 지니고 있으며, 논둑의 3차원 형상 데이터를 아정적으로 취득하기 위해선 야외 환경에 적합한 센서가 필요하다. 농업 연구에 사용되는 다양한 센서가 있지만 야외 환경은 시간대의 기상에 따라 변칙적이기 때문에, 야외 환경에 적용을 위해서는 센서 성능의 강인한 특성이 요구된다. 스테레오 카메라는 물체와의 거리를 예측할 수 있기 때문에 환경 인식에 있어서 단일 카메라보다 더 많은 정보를 제공하며, 거리 연산에 다양한 방법을 사용한다. 스테레오 카메라 제품별 거리 연산 방법이 다양한 만큼, 야외 환경에서의 선능도 다양하게 나타난다. 본 연구의 목적은 깊이(Depth) 연산 방식이 서로 다른 스테레오 카메라의 야외 환경에서 3D 형상 인식 성능을 비교 평가하여 선정하기 위함이다. 실험에 사용한 카메라는 스테레오 비전 기반의 StereoLabs ZED2, 구조광 방식 기반의 Realsense d435i를 사용하여 3차원 데이터를 취득, 분석하였다. 두 센서로 토양 표면 특징을 가진 물체의 형상을 동시에 측정하였고, 강인함 비교를 위하여 여러 시간대에 걸쳐 환ㄱㅇㅇㄹ 변화시켜 데이터를 취득했다. 데이터의 정확도는 g udtkd 표면의 측정 기준점 값들의 RMS를 사요했으며, 야외 환경 인식에서는 StereoLas의 ZED2가 더 강인한 성능을 보임을 확인했다.

9농업용 트랙터의 경운작업별 배기가스 배출량 측정 및 분석

저자 : 이준호 ( Jun-ho Lee ) , 백승민 ( Seung-min Baek ) , 전현호 ( Hyeon-ho Jeon ) , 서대석 ( Dae-seok Seo ) , 김연중 ( Yean-jung Kim ) , 김용주 ( Yong-joo Kim )

발행기관 : 한국농업기계학회 간행물 : 한국농업기계학회 학술발표논문집 26권 1호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 76-76 (1 pages)

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본 연구는 트랙터 경운작업시 실제 발생하는 배기가스 배출량을 분석하기 위해 수행되었다. 배기가스 배출량을 측정하기 위해서 Tier 4 엔진이 탑재된 67 kW 트랙터를 이용하여 측정하였다. 농작업은 플라우 및 로터리 경운 작업에 대해 수행하였으며, 작업 단수는 각각 B2(5.95 km/h), B3(7.60 km/h) 및 A3(2.67km/h), A4(3.66 km/h), PTO 1단(540 rpm)에 대해 수행하였다. 실제 경운작업시 발생하는 배기가스를 측정하기 위하여 PEMS(Portable Emissions Measurement system) 장비를 이용하였으며, 측정 항목은 CO, CO2, NOx, NO, NO2, THC이다. 플라우 및 로터리 작업시 배출량은 각 단수별 3회 반복 실험을 통하여 수집되었다. 배기가스 측정결과, 질소산화물에 속하는 NOx, NO, NO2는 측정 시작후 일정 시간이 지나면 배기가스 저감장치인 DPF(Diesel Particulate Filter)로 인하여 배출량이 0에 가까워지며, THC의 경우 경운 작업을 진행할수록 탄소의 완전연소로 인하여 그 값이 점점 감소하는 것으로 측정되었다. CO, CO2의 배출량은 같은 작업 및 작업단수에서 반복 작업시 평균 각각 0.006 ~ 0.01 및 10.49 ~ 13.36 g/s의 값을 나타냈으며, 작업단수 및 작업기에 따라 차이를 보였다. 배출량 분석결과, 작업 단수가 높거나 부하가 상대적으로 많은 농작업에서 높은 배출량을 나타냈으며, 이는 작업속도 증가 및 엔진 부하 증가는 높은 엔진 출력을 요구하기 때문인 것으로 판단된다. 향후 배기가스 규제에 따른 엔진 연구 및 환경분야 정책의 기초자료로 활용될 것으로 생각되며, 트랙터 외에 콤바인, 이앙기 등 주요 사용되는 농업기계에 대한 배출량도 측정하고 연구할 계획이다.

10Selection of gear stage based on fuel consumption of agricultural tractor during plow tillage

저자 : 엠디아부아윱시디크 ( Md Abu Ayub Siddique ) , 백승민 ( Seung-min Baek ) , 전현호 ( Hyeon-ho Jeon ) , 이대현 ( Dae-hyun Lee ) , 김용주 ( Yong-joo Kim )

발행기관 : 한국농업기계학회 간행물 : 한국농업기계학회 학술발표논문집 26권 1호 발행 연도 : 2021 페이지 : pp. 77-77 (1 pages)

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This study was emphasized on the simulation of fuel consumption of partial power-shift transmission (PST) tractor based on PTO (power take-off) dynamometer test and select the suitable gear stage for plow tillage operation. The PTO dynamometer was installed to measure the fuel consumption at various engine load levels (40, 50, 60, 70, 80, and 90%). The simulation and measured fuel consumption were analyzed and compared statistically. It was found that both fuel consumption (FC) was directly proportional to the engine loads. The statistical analysis showed no significant difference among simulation and measured FC. The regression equation showed an exponential relationship among FC and engine loads. However, the specific fuel consumption (SFC) was linear relationship with engine loads. The plow tillage operation could be performed at 7.65 km/h (M2-High) of gear stage with higher working loads and low fuel efficiency. This study could contribute to the manufacturers for developing a new agricultural tractor with higher fuel efficiency and the users could easily select a suitable gear stage for plow operation.

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