1조식 전동형 반자동 고추정식기 개발
Development of an Electric Semi-automatic Chili Pepper Transplanter
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초록
고추의 정식작업 시 불편한 작업자세와 작업시간의 과다소요로 정식적기를 맞추기 힘든 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 개발된 기존의 자동 채소 정식기는 남성체형에 맞추어져 여성이나 고령자들이 사용하기에는 무겁고, 기계조작에 불편함이 있으며 소음 및 진동이 심하여 작업성근골격계 질환의 발병률이 높아지게 된다. 따라서 본 연구에서는 내연기관이 아닌 전동모터를 활용하여 소음및 진동을 줄이고 작업성근골격계 질환의 발병률을 낮추며 여성 및 고령자가 사용하기 쉬운 정식기 개발을 목표로 하였다. 개발된 1조식 전동형 반자동 고추정식기는 주행장치와 식부장치, 모종공급장치로구성되어 있으며 주행장치는 24V, 850W의 트랜스액슬, 식부장치는 슬라이더-크랭크 구조를 기본으로하고 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, 전력소모율은평균 121.48Wh로 나타났으며 65Ah 배터리 기준으로 14시간이 사용 가능한 것으로 나타났다. 정식시험에서 정식성공율은 73%로 나타났다. 차후에는 본 연구에서 개발된 정식기를 개선하고 최종적으로 자율주행형 정식로봇을 개발하고자 한다.
Abstract
Chili pepper growers in South Korea plant chili pepper seedlings by hands with uncomfortableposture, thus the jobrequires plenty of time. Automatic vegetable seeders have been developed totackle these issues but they have numerousproblems: heavy, noisy, vibrating and inconvenient,especially, for women and elderly workers. To improve this situation, a simple and convenientsemiautomatic electric planter was developed to reduce noise, vibration and musculoskeletaldisorder onset rate. This machine consisted of a driving part, a planting device and a seedlingfeeder.The driving part included a 24 v and 850 w electric transaxle motor, the planting devicewas composed of a slider-crank module and a 100 w motor, and the seedling feeder wasdesigned to load the plug seedling on a conveyor belt. The machine was controlled by proximitysensors and a microcontroller for sequence control. Performance test was implementedfor powerconsumption, transplanting successful rate and posture classification. Theresults showed that thepower consumption for one cycle was 121.48 Wh on average, which means a 65 Ah battery canbe used for 14 hours for the transplanter. The successful planting rate was 73%. A followingstudy will focus on revamping this semiautomatic planter into an unmanned robot.
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