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ISSN : 1598-5504(Print)
ISSN : 2383-8272(Online)
Journal of Agriculture & Life Science Vol.53 No.1 pp.105-115
DOI : https://doi.org/10.14397/jals.2019.53.1.105

Development of an Electric Semi-automatic Chili Pepper Transplanter

Cheolwoo Han1, Changjoon Oh3, Giyoung Kweon1
1Foundation of Agri. Tech. Commercialization & Transfer, Iksan, 54667, Korea
2Dept. of Bio-Industrial Machinery Engineering(Institute of Agriculture and Life Science), Gyeongsang National University, Jinju, 52828, Korea
3Helper Robotech co., LTD., Gimhae, 50969, Korea
Corresponding author: Giyoung Kweon Tel: +82-55-772-1898 Fax: +-55-772-1899 E-mail: gkweon@gnu.ac.kr
February 26, 2018 April 5, 2018 April 16, 2018

Abstract


Chili pepper growers in South Korea plant chili pepper seedlings by hands with uncomfortable posture, thus the jobrequires plenty of time. Automatic vegetable seeders have been developed to tackle these issues but they have numerousproblems: heavy, noisy, vibrating and inconvenient, especially, for women and elderly workers. To improve this situation, a simple and convenient semiautomatic electric planter was developed to reduce noise, vibration and musculoskeletal disorder onset rate. This machine consisted of a driving part, a planting device and a seedling feeder.The driving part included a 24 v and 850 w electric transaxle motor, the planting device was composed of a slider-crank module and a 100 w motor, and the seedling feeder was designed to load the plug seedling on a conveyor belt. The machine was controlled by proximity sensors and a microcontroller for sequence control. Performance test was implementedfor power consumption, transplanting successful rate and posture classification. Theresults showed that the power consumption for one cycle was 121.48 Wh on average, which means a 65 Ah battery can be used for 14 hours for the transplanter. The successful planting rate was 73%. A following study will focus on revamping this semiautomatic planter into an unmanned robot.



1조식 전동형 반자동 고추정식기 개발

한 철우1, 오 창준3, 권 기영2*
1농업기술실용화재단 스마트농업본부
2경상대학교 생물산업기계공학과(농업생명과학연구원)
3㈜헬퍼로보텍

초록


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 설계하였 으며 장치를 순서에 맞게 제어하기 위하여 마이크로컨트롤러와 근접센서 등을 활용하여 제어하였다. 시 험기의 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.



    Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs
    115041-2 Gyeongsang National University

    서론

    고추는 우리 나라 식생활에 없어서는 안될 중요 한 조미채소로 2017년도를 기준으로 5만 6천톤 생 산되었으며 재배면적 28.3ha, 전체 채소면적의 약 25% 내외를 차지하고 있는 중요한 소득 작물이다 (KOSIS, 2017). 고추 재배는 육묘, 포장준비, 포장 관리, 수확, 수확 후 포장처리 작업으로 진행되며 정 식작업은 7.3%를 차지하는 기계화가 요구되는 작업 단계이다(Choi et al., 2010).국내 농업인구는 급속 히 고령화, 부녀화가 진행되고 있으며(KNSO, 2008) 전체 농업인 중 50.8%는 여성 농업인이며, 전체 농 업인 중 50.3%는 60세 이상의 고령 농업인으로 노동 력 부족현상이 일어나 농업경쟁력이 약화되고 있다 (Kim et al., 2015). 그러나 기존 개발된 가솔린 및 디젤엔진을 사용하는 농업기계는 성인 남성에 맞추 어 제작되어 있으며 소음 및 진동에 대한 노출과 악 성 작업자세의 유발로 인하여 여성 및 고령자가 발병 하기 쉬운 작업관련 근골격계 질환(Work-related musculoskeletal disorders, WMSD)의 발병률이 대폭 올라가게 된다. WMSD는 작업수행 과정 중 부적절한 자세나 반복적으로 또는 과다한 힘을 사 용함으로써 근육이나 힘줄, 인대, 관절 및 이를 지 배하는 신경과 혈관조직에 병리학적 변화를 가져오 거나, 근육통증처럼 아직 병리학적 변화를 일으키 지 않는 상태까지를 포괄하는 개념이다(Punnett & Wegman, 2004). 2006년 농촌진흥청에서 농작업재 해 안전관리체계구축사업의 일환으로 농업 관련 질 환과 작업환경에 대하여 설문조사 한 결과 응답자 1,429명 중 더 이상 노동을 하지 않거나 농업 이외 의 직업을 가진 206명을 제외한 1,223명 중 지난 1년간 1주일 이상 지속되는 근골격계통증을 경험한 비율이 80.5%로 나타나 WMSD의 발병률을 낮추기 위한 작업장비의 개발이 절실하다(Lee, 2012). 이러 한 문제를 해결하기 위하여 국내에서 전동형 농업기 계의 연구는 지속적으로 진행되고 있으며 시설원예 분야에서 Lee & Ryu(1996), Kweon et al.(2002)a, Kweon et al.(2002)b이 운반작업기의 기계화를 수 행하였다. 가솔린 및 디젤엔진을 사용하는 채소정식 기계는 국내와 영농여건이 비슷한 일본에서는 승용형 및 보행형 채소정식기, 폐지를 육묘용 포트로 재활용 한 종이포트모 채소정식기 등 다양한 방식의 채소정 식기가 보급되고 있으며, 국내에서도 농촌진흥청과 국제농업기계에서 보행형 반자동 채소정식기(KTP-3) 를 개발하여 보급하였으며 Moon et al.(1997)이 작 업 성능 등을 분석하였다. 그러나 개발 보급된 정식 기는 고추모종의 초장이 설정된 초장보다 길어지게 되면 모종을 심은 후 다시 뽑아서 가져가는 현상이 발견되어 개발보급이 잘 되지 않았으며, 보급이 진 행되고 있는 현재에도 소음 및 진동으로 인하여 여 성이나 노약자가 사용하기에는 불편한 점이 많다. 따라서 본 연구에서는 여성이나 노약자가 사용하기 편리한 전동형 반자동 고추정식기를 개발하고 적정 작업조건에 맞게 제어하여 작업자의 근골격계 질환 발생율을 감소시키면서 배터리 1회 완충 시 사용시 간과 정식성공율 등을 측정하여 다목적 채소정식기 로서의 사용가능성 등을 판단하고자 한다.

    재료 및 방법

    1 고추모종의기계정식 조건

    일반적으로 농업에 사용되는 모종은 공정묘 또는 플러그묘라는 응집성이 있는 소량의 배지가 담긴 개 개의 포트에서 길러진 모종을 말하며, 고품질 규격 화 된 모종을 대량 생산하기 위한 방법 중 하나이다 (Jeong, 1998). 일반적으로 사용되는 공정용 모종은 Fig. 1(a)와 같은 모양을 가지며 플러그 트레이에 상토를 담아서 육묘하여 사용하지만 충분한 육묘가 되지 않았을 경우에는 모종을 정식하기 위해서 트레 이에서 모종을 취출시 상토부가 파손되는 등의 문제 가 발생하게 되며 초장의 길이가 긴 모종의 경우에 는 기계정식 시 호퍼가 모종을 다시 뽑아내는 문제 가 생기게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 Fig. 1(b)와 같은 원통형 종이포트를 사용하고자 하 였다. 원통형 종이포트는 피트모스가 대부분인 상토 를 압출하여 포장에서 부식되는 재질의 종이로 싼 후 적당한 길이로 절단하는 방법으로 만들어진 것이 다(Kim et al., 2015). 원통형 종이포트 모종을 활 용하여 정식작업을 진행할 경우 모종 취출 시 상토 부 파손, 초장 길이에 따른 기계정식 어려움 등의 문제가 해결되나 종이포트 육묘 시 수확량이나 모종 의 상태 등이 조사된 바가 없기 때문에 농촌진흥청 에서 제시한 노지 재배용 고추모종의 조건인 적정육 묘 일수 70~80일, 본엽 11~13매 및 1번화 개화된 것을 적절한고추모종이라고 판단하였으나 기계정식 을 위해서는 초장의 길이가 짧으면서 수확량은 동일 한 것을 최상으로 판단하여 고추종자(TM강력 88건, Farm Hannong., Korea)를 파종하여 일반 트레이 플러그 모종 50주와 원통형 종이포트 50주를 작성 하고 고추모종을 60일 동안 경상북도 안동시 도산면 오내리 시험포장에서 육묘하여 모종의 초장 길이를 조사하고 정식 후 100일이 경과한 후 수확하여 수량 과 생중량을 측정하여 플러그 트레이와 원통형 종이 포트 모종의 차이를 알아보고자 하였다.

    2 고추 정식기시 제작기

    2.1 식부장치

    자동으로 모종을 이식하기 위하여 개발된 연속적 으로 작동하는 식부장치에는 Fig. 2에서 나타난 것 과 같이 Park et al.(2004)b의 4절 링크 방식, Kim et al.(2004)의 휠 방식, Park et al.(2004)a의 로 터리 방식과 Min et al.(2015)의 4절 링크 – 캠 방 식 등 많은 개발이 이루어져 있으나 초장의 길이가 긴 고추모종을 정식할 경우에는 모종을 이식 후 다 시 뽑아서 가지고 가는 문제가 발생하였다. 따라서 Fig. 3와 같은 초장이 긴 모종이 원활하게 이식 가 능한 수동형 모종 이식기(Hand held transplater, Kairos, Korea)를 활용하여 정식기를 제작하고자 하였다. 수동형 모종 이식기는 사용자가 들고 움직 이면서 두둑에 식부 호퍼를 삽입한 후 모종을 모종 공급 가이드 위 부분에 투입하고 식부 호퍼 개폐 스 위치를 당겨서 식부 호퍼를 열어서 모종이 두둑에 안착하게 하고 이식기를 모종에 영향을 주지 않는 부분까지 이동하여 식부 호퍼를 닫는 방식으로 제작 되어 있다. 이러한 방식은 모종의 길이가 길수록 사 용자가 모종 이식기를 높이 들어올려야 하고, 식부 호퍼를 열고 닫을 때 토양의 상태에 따라 손이 받는 피로도가 높고 식부호퍼를 자동으로 닫기 위하여 스 프링을 사용하여 오래 사용하면 스프링이 늘어나 잘 닫히지 않는 문제가 발생하였다. 이러한 문제를 해 결하고자 슬라이드 – 크랭크 구조를 활용하여 식부 호퍼 상하운동 및 개폐 운동이 가능하도록 설계하고 자 하였다.

    2.2 주행장치

    전동형 정식기의 주행장치를 설계하기 위한 조건 중 가장 중요한 것은 두둑과 정식된 모종에 영향을 주지 않으면서 노지에서 이동이 가능한 출력을 가지 는 것이다. 이러한 조건에 만족하기 위하여 충분히 높은 위치에 모터 등을 부착하고 동력전달 장치로 바퀴에 동력을 공급하는 것이 이상적인 구조라고 판 단하였으며 바퀴 하나에만 동력을 공급하는 방식도 검토하였으나 동력을 전달받는 바퀴가 노지 표면에 서 떠버려서 장치가 정지하는 상황이 발생할 경우, 무게가 가벼울 경우에는 인력으로 밀어서 주행하는 것이 가능하나 무게가 무거워 질 경우 이러한 방법 으로는 해결하기 힘들다고 판단하였다. 앞에서 검토 한 내용을 바탕으로 Fig. 4와 같은 주행장치 구조를 고안하였다. 주행장치는 프레임을 제작하여 두둑 및 모종에 영향을 주지 않는 높이에 변속장치와 구동축 이 일체화된 트랜스액슬을 설치하고 동력전달 장치 로서 스프라켓과 체인을 활용하여 바퀴에 동력을 전 달하도록 제작하여 조향장치를 움직였을 때 바퀴의 속도가 자동으로 변화하도록 하였다.

    2.3 제어장치

    정식기의 제어는 시작기 의식부 장치를 초기화 하는 것부터 시작하는데, 식부장치의 초기화는 모 종의 공급을 위하여 식부장치가 최상부에 위치하면 서 호퍼를 닫은 상태라 정의하였다. 초기화 이후에 는 정식기의 조작상태를 판단하는데 포장으로 이동 하기 위한 주행모드 혹은 정식을 하기 위한 정식모 드 인지 판단하여 주행모드일 경우 트랜스액슬만 작동시켜 움직이게 하며 정식모드일 경우에는 입력 된 주간거리만큼 주행하도록 하였다. 주간거리만큼 움직인 후에는 트랜스액슬은 정지하고 식부장치상 하왕복 모터가 작동하게 된다. 식부장치가 최하부 에 도달하면 모터는 정지하고 식부호퍼 개폐 모터 가 작동하여 식부호퍼가 다 열리게 되면 식부장치 상하왕복 모터가 작동하여 최상부로 이동 후 트랜 스액슬이 구동하여 정식기가 앞으로 나가게 되면서 고추모종의 정식을 완료하게 되며 이를 반복 실행 하는 방식으로 설계하기로 하였으며 이를 바탕으로 작성한 플로우 차트는 Fig. 5와 같다.

    3 적정 주간거리 이동 시험

    개발된 고추정식기 시작기의 주행거리는 마이크로 컨트롤러에서 출력되는 디지털 값을 D/A Converter 를 통하여 아날로그값으로 변화하여 출력되는 전압 값을 모터 드라이버에 전달함으로써 트랜스액슬의 속도를 제어하여 결정하게 된다. 마이크로 컨트롤러 에서 출력되는 디지털 비트를 D/A Converter를 활 용하여 Analog 값으로 전환된 값을 A(V)라고 하였 을 때정식기의 이동거리 L(mm)은 식 (1)과 같이 정 의된다.

    L = 29 A T C 60
    식 (1)

    식 (1)에서 T(sec)는 이동시간을 나타내며 C(mm) 는 바퀴의 원주를 나타낸다. 따라서, 무부하상태에 서 트랜스액슬이 최대속도에서 식 (1)과 같이 이동 하지만 정식기의 무게와 노지 주행 시 바퀴의 슬립 등의 문제로 정식기가 이동하는데 있어서 입력한 값 에 비하여 출발하기 위한 출력을 얻는데 시간이 걸 리게 된다. 또한, 급출발 및 급제동의 경우 트랜스 액슬 및 정식기 프레임에도 손상이 가는 문제점 때 문에 가속 – 등속 – 감속을 연속적으로 하는 실행하 는 방법으로 주행속도를 제어하고자 하였다. 따라서 본 실험에서는 위에서 설명한 식을 바탕으로 트랜스 액슬의 정지속도에서 최고속도까지의 가속시간 및 감속시간을 각 0.2, 0.3, 0.4초로 설정하고 최고속 도로 주행하는 등속시간을 1초로 설정한 후에 주행 실험을 실시하여 이동거리를 측정하여 가속시간 및 감속시간을 결정하고 이를 활용하여 최고속도로 주 행하는 등속시간을 1, 1.5, 2, 2.5, 3초로 변경하여 주행실험을 실시하고 Database를 작성하여 주간거 리당 최고속도로 주행하는 등속시간을 계산하는 제 어식을 작성하고자 하였으며 MCU 제어에 작성된 제어식을도입하여 주간거리를 입력하고정식기가 이 동하는 거리를 측정하여 주간거리 이동 정확도를 측 정하였다.

    4 전력소모량 측정

    개발된 고추정식기의 작동시간을 계산하고자 시 간당 전력소모량(Wh)을 측정하기 위하여 파워미터 (PM-2400A, Yale systek Corp., Korea)를 고추정 식기에 설치하고 4초당 1회 정식하도록 제어하여 1회 정식 시 소모되는 전력양을 10회 반복 측정하 고 그 평균을 장착된 배터리 용량(24V, 65Ah) 기준 으로 배터리 1회 완충 시의 작동시간으로 계산하였다.

    5 정식 성공율 테스트

    개발된 고추정식기의 정식성공율을 확인하기 위하 여 경상남도 진주시 판문동 시험포장에서 농촌진흥 청에서 제시한 고추재배 두둑규격과 테스트 배드를 작성하였으며 Fig. 6과 같이 나타났다.정식기의주간 거리를 300mm로 설정하고 두둑에 비닐피복이 한 후 20주씩 5회 반복실험을 실시하였다. 정식 후 수 직을 기준으로 15도 이하로 기운 모종을 정식성공 모종, 그 이외에는 정식실패모종으로 판단하여 측안 으로 구분하여 정식성공율을 알아보고자 하였다.

    결과 및 고찰

    1 고추모종의 기계정식 조건

    시험포장에서 60일 동안 트레이와 종이포트에서 육묘한 모종은 Fig. 7과 같이 나타났으며 트레이 모 종의 초장은 평균 43cm, 종이포트 모종의 초장은 평균 18cm로 나타났다. 육묘한 모종을 시험포장에 정식 후 100일이 경과한 후에 수확한 결과트레이에 서 키운 모종은 고추 나무 1개에서의 수량은 평균 122개, 생중량 2.2kg으로 나타났으며 종이 포트에 서 키운 모종은 수량 118개, 생중량은 2.1kg으로 나 타나 트레이와 종이포트의 육묘환경에 따른 수확량 은 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 따라서, 종이 포트에서 육묘한 모종은 트레이에서 육묘한 모종에 비하여 길이가 작고 생산량 또한 차이가 없기 때문 에 초장의 길이가 짧을수록 정식 성공율이 높아지는 기계정식조건에서는 종이포트 모종을 사용하는 것이 좋다고 판단되었다.

    2 시작기 제작

    2.1 식부장치

    Figure8는 반자동 고추식부장치에서 식부장치 3D 모델링을 나타낸 것으로 식부호퍼, 식부호퍼 개폐장 치와 식부호퍼 상하이동 장치로 구성되어있다. 식부 장치 상하이동 장치는 슬라이더 – 크랭크 메커니즘을 기본으로 설계하여 100W BLDC모터(K9LH100N2, GGM, Korea)와 30:1 감속하는 기어박스(K9H30B, GGM, Korea)을 장착하고 주행 모터 속도에 따라 식부장치의 상하 행정속도가 결정되도록 하였다. 상 하 행정거리를 정하기 위하여 고추모종의 초장길이를 최대 500mm로 설정하고 모종낙하거리를 800mm, 모종낙하가이드를 500mm로 설정하여 식부호퍼의 길 이를 150mm 이상, 상하행정거리를 200mm로 설정하 여 구동하면 식부호퍼가 모종을 다시 집어서 들어내 는 문제가 해결되었다. 식부호퍼개폐장치 또한 슬라 이더 – 크랭크 매커니즘을 기본으로 장치를 설계하였 으며 30W BLDC모터(K6LH30N2, GGM, Korea)와 100:1로 감속하는 기어박스(K6H100B, GGM, Korea) 를 부착하여 식부가 토양을 개공하는데 있어서 출력 이 부족하지 않도록 하였다. 시제작기용 식부장치를 제작하고 고추모종을 정식하기 위하여 모종 공급 – 식부호퍼 하강 –식부호퍼 열림 –식부호퍼 상승 –정 식기 이동 후 식부호퍼 닫힘의 방법으로 제어하도록 하였으며 이러한 타이밍을 정확하게 제어하기 위하 여 근접센서와 마이크로컨트롤러를 활용하여 제어하 였다.

    2.2 주행장치

    개발된 정식장치는 무게가 무거워 바퀴 하나에만 동력을 주어서 작동시키기에는 어렵다고 판단하여 동력축을 두둑 위로 지나가도록 하고 체인을 이용 하여 바퀴에 동력을 공급하여 주행하도록 하고자 하였다. 노지에서 주행 가능한 동력을 얻기 위하여 800W의 출력을 가지는 트랜스액슬(RP-T2-800, Motion Technology Electric & Machinery co., Ltd., Taiwan)을 선정하였으며 정식기에그대로 적용할 경 우 너무 빠른 속도로 인하여 사용자가 따라가지 못하 기 때문에 트랜스액슬의 출력속도인 145rpm를 6.5:1 로 감속하여 22.3rpm으로 최대속도를 낮추었다. 또 한, 고추 정식용 두둑 규격인 30cm보다 바퀴의 회 전축이 높이 설치되어야 두둑에 영향을 주지 않기 때문에 35인치 바퀴를 사용하고 바퀴의 회전축으로 부터 50cm 이상 높이를 올려서 트랜스액슬의 본체 가 두둑에 닫지 않도록 하였으며 정식장치의 식부높 이를 20cm 확보하여 Fig. 9의 (a)와 같이 모델링 설계 하였으며 (b)와 같이 제작하였다.

    2.3 제어장치

    정식기를 Fig. 5의 플로우 차트에서 제시한 방법 으로 제어하기 위하여 주행장치와 정식장치를 연동 시키기 위하여 마이크로컨트롤러 ATmega 2560을 기반으로 제작된 마이크로컨트롤러 보드(Arduino MEGA, Interaction Design Institutelvera, Italy) 와 MCP 4725를 바탕으로 제작된 12Bit DAC 모듈 (MCP4725 Break Board, Adafruit, America)을 I2C통신을 통하여 정식장치 및 주행장치에 설치되어 있는 모터 속도를 제어하고 Proximity sensor(PR30 – 15DN,Autonics, Korea) 4개를이용하여 식부장치 의 상하이동에서 최상점과최하점, 식부 개공장치의 열림, 닫힘 등을 판단하여 정식기를 제어하였으며 Fig. 10은 정식기의 제어장치를 도식화 한 것이다.

    3 적정 주간거리 이동 시험

    정식기의 이동거리에 대한 제어식을 만들기 위하 여 최고속도로 동작하는 등속시간을 1초로 하고 최 고속도에서 정지속도까지 가속 및 감속시간을 각 0.2, 0.3, 0.4초로 하고 실험한 결과 이동거리는 평 균 200mm로 나타나 위 조건의 가속 및 감속시간은 정식기의 이동거리에 영향을 크게 주지 않는 것으로 나타났으며 가속 및 감속시간을 길게 할수록 프레임 및 트랜스액슬의 내구성에 주는 영향이 작으므로 가 속 및 감속시간은 0.4초로 고정하였다. 등속시간에 대한 제어식을 만들기 위하여 가속 및 감속시간을 0.4초로 하고 등속시간을 1, 1.5, 2, 2.5, 3초로 하 고 주행실험을 실시한 결과 이동거리는 271, 323, 420, 542, 725mm로 나타나 등속시간이 증가할수록 같은 시간대비 주행거리가 증가하는 것으로 나타났 다. 이는 장치의 무게로 인한 관성에 의한 것으로 판단된다. 실험결과를 바탕으로 Database를 작성하 여 식 (2)와 같이 제어식을 작성하였다.

    T= 0.0043S + 0.0525
    식 (2)

    식 (2)에서 T는 트랜스엑슬에서 최대속도가 나오 는 시간, S는 이동거리를 나타내며 작성한 제어식을 MCU에 도입하여 0.4초 가속 –최대속도 생성시간– 0.4초 감속으로 정식기를 제어하기로 하였다. 결정된 제어식을 MCU 제어식에 도입하여 주간거리를 200, 300, 400, 500, 600mm로 설정하고 10회 노지주행 을 실시한 결과 218, 306, 411, 507, 605mm로 나 타나 통계처리 결과 R2= 0.9566으로 나타나 설정된 주간거리만큼 움직이는 제어가 가능하다고 판단하였 으며 주간거리를 300mm로 설정하고 주행한 결과 Fig. 11과 같이 나타났다.

    4 전력소모량 측정

    포장에서 정식기를 최대속도로 10회 정식 후 소모되는 시간 당 전력소모량(Wh)를 측정한 결과 121.48Wh로 나타나 14시간 작동이 가능한 것으로 나타났으며 평균적으로 농가에서는 하루 8시간 작 업을 하므로 노지에서 고추정식 작업 시 사용이 가능한 것으로 나타났다.

    5 정식 성공율 테스트

    시험포장에서 모종을 정식하여 모종의 각도를 측 정한 결과 Table 1과 같이 나타나 직립한 모종과 0~15° 쓰러진 모종을 정식이 성공한 모종으로 보았 을 때, 정식성공율은 73%로 나타났다. 정식성공율 이 낮은 요인은 크게 두 가지가 있었는데 첫째로 식 부장치의 상하행정 거리가 너무 짧아 두둑의 높이에 영향을 너무 많이 받는다는 것이었다. 두둑이 제시 한 규격보다 높을 경우, 식부호퍼가 완전복귀를 하 여도 비닐을 끌어당기면서 지나가 Fig. 12(a)와 같 이 비닐피복을 찢어버리는 결과가 나타났으며 두둑 이 제시한 규격보다 낮을 경우에는 개공이 충분히 되지 않아 모종이 Fig. 12(b)와 같이 쓰러지면서 정 식에 실패하는 문제점이 나타나 이러한 문제점을 해 결하기 위해서 식부장치의 상하행정거리를 증가시킬 필요성이 있으며 식부호퍼의 구조변경을 통하여 모 종이 서있는 상태로 유지해야 할 필요성이 있다. 두 번째 문제로는 정식장치가 정지 – 이동 – 정지를 반 복하면서 사용자가 모종을 공급하기 힘들고 모종을 보관하는 곳이 없어서 집중을 하지 않으면 정식성공 율이 대폭 떨어지는 문제점이 발견되었다.

    감사의 글

    본 연구는 농축산식품부 과제의 일환으로 진행 중인 ‘첨단 생산기술 개발사업’ 과제(115041-2)와 ‘2015년 경상대학교 발전기금재단 재원’으로 수행 되었습니다.

    Figure

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    Structure of seedling.

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    Transplanting devices and loci.

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    Structure of a manual transplanting device.

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    Design of a driving unit.

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    Aflow chart of a chili pepper transplanter

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    An experimental field.

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    Chili pepper seedlings (a) Tray type, (b) Paper pot type.

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    Experimental apparatus for a transplanting device.

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    A chilipepper transplanter.

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    An automatic control system for a chili pepper seedling transplanter.

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    Drivingtest(300 mm spacing in the row).

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    Transplanting test by a chili pepper seedling transplanter.

    Table

    Result of transplanting tests

    Reference

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