배추 수확 기계화 기술 개발을 위한 연구 동향 분석

문석표 ( Seokpyo Moon ),최용 ( Yong Choi ),장성혁 ( Sunghyuk Jang ),이상희 ( Sanghee Lee ) 한국농업기계학회 2022 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.27 No.2

본 연구는 배추 수확 기계화 기술 개발을 위한 기초 연구로써, 국내·외 개발 동향 및 현재 국내 배추 수확 작업 현황을 분석하여 향후 연구 방향을 수립하기 위해 수행되었다. 연구 동향 조사 및 분석은 배추 수확기·수집기의 국내·외 제품, 특허를 대상으로 수행되었으며, 기술 개발 고안 및 응용을 위해 트랙터부착형과 자주식을 대상으로 수행하였다. 국내 수확작업 실정에 맞는 수확기 개발 방향 수립을 위해 국내 배추 수확작업 방법 및 유통구조에 대해 분석하였다. 배추 수확·수집기 관련 해외 제품으로는 일본 Yanmar사의 자주식 배추 수확기는 노지의 배추를 파지·이송해, 수확기에 탑승한 보조 작업자가 밑동, 외엽 제거 후 적재하는 반자동식 수확기가 상용화되어 판매됨을 확인하였다. 국내의 경우 노지의 배추를 절단하여 이송, 수집하는 자주식 배추 수확기가 개발된 바 있으나, 상용 및 판매되지 않으며, 노지에 위치한 배추를 인력으로 수집하여 톤백에 적재하는 트랙터부착형 배추 수집기가 개발되어 보급 중에 있는 것으로 조사되었다. 배추 수확·수집기 관련 특허로 자주식 배추 수확기의 뿌리 절단 높이 조절 기능, 파지 높이·자세 조절 기능에 대한 특허가 출원·등록된 바 있으며, 보행형 배추 뿌리 절단기와 트랙터부착형 배추 수집기 및 수확량 모니터링 시스템에 관한 특허가 출원·등록 된 바 있다. 배추의 경우 대부분 포전매매 형태로 농업인은 정식 후 중간 유통상인에게 판매하여 재배관리 및 수확작업은 중간 유통 상인에 의해 이루어진다. 유통상인은 전문 수확 작업반을 운영하여 출하시기에 맞춰 수확작업을 실시하며, 수확된 배추는 산지유통이 아닌 가락시장으로 유통되는 구조로 수확이 이루어지는 것으로 조사되었다. 개발 동향 및 배추 수확·유통 구조 분석 결과, 배추 수확 기계화를 위해서는 전문 수확작업반이 포장을 이동하며 빠르게 작업할 수 있는 소형의 자주식 형태가 적합할 것으로 판단된다. 또한, 수확된 배추를 가락시장으로 운송하여 경매에 참여하기 위해서는 무엇보다 빠른 작업이 필요하여, 높은 작업능률을 위해 다조식으로 개발할 필요가 있을 것으로 보여진다. 본 연구 내용을 통해 향후 고품질의 자주식 자동 배추 수확·수집기를 개발하고, 이를 통해 국내 배추 농업 기계화율 향상에 기여가 가능할 것으로 판단된다.

수집형 마늘 수확기 무안지역 적응성 향상 연구

최일수 ( Ilsu Choi ),우제근 ( Jaekeun Woo ),문석표 ( Seokpyo Moon ),최경식 ( Kyeongsik Choi ),이춘구 ( Chungu Lee ),김영화 ( Younghwa Kim ),유승화 ( Seounghwa Yu ),최용 ( Yong Choi ) 한국농업기계학회 2023 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.28 No.2

마늘은 겨울철 휴경기를 이용하여 재배하는 대표적인 농가 주요 소득작물로 ’23년 재배면적 24.7천ha, 생산량 318.2천 ton으로 보고되고 있으나(2023, 통계청), 기계화율은 ’22년 61.8%로 벼재배의 99.8%와 비교 시 미흡한 수준이다. 특히, 수확작업 기계화율은 43.8%로 트랙터 또는 경운기용 굴취 수확기를 이용하여 굴취 후 인력으로 뿌리에 붙은 흙을 털어내며 수확하고 있어 인력 의존도가 높아 기계화가 절실히 요구되고 있다. 최 등(2020)은 마늘 굴취 및 수집작업 기계화를 위해 경상도 등 미사질양토 토성 지역의 난지형 마늘을 대상으로 굴취와 뿌리흙 제거, 수집을 일관적으로 수행하는 수집형 마늘 수확기를 개발하였으며, 관행의 굴취 수확기 이용 및 인력 수집 대비 89.3%의 노력절감 효과가 있는 것으로 보고하였다. 경상도 등 미사질양토 토성 지역은 개발된 수집형 수확기의 보급으로 마늘 수확작업의 기계화가 진전될 것으로 전망되나, 전남 등 양토 및 미사질식양토 토성 지역은 수확시기 토양 경화로 굴취 수확기 및 수집형 수확기의 적응성이 미흡한(뿌리흙털림 미흡, 이물질혼입률 증가 등) 실정으로 개발 농기계의 적응성 향상이 요구되고 있다. 이에 본 연구에서는 전남 지역의 마늘 수확작업 기계화 제고를 위해 굴취 수확기 이용 굴취 후 굴취된 마늘을 수집형 수확기를 이용하여 수집함으로써 개발된 수집형 수확기의 이용도를 제고하고, 해당 지역에 적합한 수확 기계화 작업체계를 구명하고자 하였다. 수집형 수확기의 전남지역 적응성 시험은 전라남도 무안군 소재 농가포장에서 난지형 대서마늘(Allium sativum L.)을 대상으로 수행하였으며, 보급중인 트랙터부착형 굴취 수확기(핑거롤러 type, MH1300D)와 수집형 수확기(DR-1300GHT)를 적용하였다. 수확 시험 전 마늘 줄기를 지면으로부터 약 3 cm 내외로 절단하고, 55kW급 트랙터를 이용하여 0.13m/s의 작업속도로 굴취 후 굴취된 마늘을 수집형 수확기를 이용 수집하였다. 수집형 수확기 이용 기계수집 작업체계의 수확성능 분석을 위해 미굴취율, 손상률을 조사하였으며, 흙털림 성능 비교를 위해 굴취 수확기는 뿌리흙 부착률을 수집형 수확기는 이물질 혼입률을 비교·분석하였다. 시험 결과 굴취 후 수집형 수확기로 수집하는 작업체계의 경우 손상률은 0.4%, 이물질 혼입률은 3.06%로 양호하게 분석되었다.

딥러닝을 이용한 감자 무게 예측 시스템 설계

장성혁 ( Sunghyuk Jang ),최용 ( Yong Choi ),문석표 ( Seokpyo Moon ),이상희 ( Sanghee Lee ) 한국농업기계학회 2022 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.27 No.2

농촌의 인구감소와 고령화는 농산물의 생산비 증가를 초래하고, 수입 농산물 대비 국내 농산물의 경쟁력을 약화시키는 주요 원인으로 지목받고 있다. 이에 대한 해결책으로, 데이터에 기반해 최적량의 자재를 투입하고 최대의 생산량을 목표로 하는 정밀농업에 대한 관심이 증가하고 있다. 수확량 정보는 정밀농업의 기초가 되는 정보로써, 이를 통해 향후 농업 계획 수립 및 농가의 경영지표로 활용될 수 있다. 본 연구는 감자의 수확량 모니터링 시스템을 위한 제반 기술 연구로써, 감자 수확기 수집부 상단에 카메라를 설치하고, 수확되는 영상에 딥러닝 기술을 적용해 감자의 무게를 예측하는 시스템을 설계하였다. 시스템은 다음과 같은 5가지 순서로 구성되었다: 1) 체커보드를 통한 카메라의 왜곡 보정 및 픽셀 보정 2) YOLOv5 알고리즘을 통한 감자 판별3) DeepSORT 알고리즘을 이용한 감자 객체 추적 4) 추적된 감자의 장축-단축 길이와 회귀식을 이용한 부피 추정 5) 부피와 밀도를 이용한 감자 무게 예측. 시스템은 실시간 처리를 위해, 시스템은 C#언어로 작성되었으며, 감자 무게의 예측과 동시에 GPS 신호 취득할 수 있도록 구성하였다. 시스템의 성능 평가는 수미 감자 4개 그룹(100g이하, 100-150g, 150-200g, 200g이상)에서 무작위로 선별한 400개의 감자를 초당 3개의 속도로 시스템에 투입하여 검출률과 총 무게 오차를 계산하였으며, 평가를 위한 시스템 투입은 3 반복 수행되었다. 평가 결과, 시스템의 평균 검출률은 380.667개로 전체의 95.2%로 나타났으며, 총 무게 오차는 9%로 나타났다. 감자의 누락이 발생한 이유는 여러 객체의 처리과정에서 컴퓨터의 연산 부하량이 증가하고, 이때 발생한 프레임 드랍, miss-counting 등이 원인으로 추정된다. 향후 이러한 연산 부하량을 감소시켜 검출률을 높이고 총 무게 오차를 줄이기 위한 알고리즘 최적화와 GPS 정보를 이용한 수확량 맵 작성 등의 연구를 통해 감자의 수확량 모니터링 시스템에 대한 연구를 수행할 예정이다.

자탈형 콤바인 수확량 예측을 위한 유량센서 제작 및 측도설정

안경진 ( Kyuongjin An ),최용 ( Yong Choi ),문석표 ( Seokpyo Moon ),장성혁 ( Sunghyuk Jang ),이상희 ( Sanghee Lee ) 한국농업기계학회 2022 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.27 No.2

최근 농업분야에서는 정밀농업을 활용한 다양한 연구가 진행되고 있는 추세이다. 정밀농업에서 기초가 되는 수확량 정보는 작물의 수확량 변이를 가시화하여, 작업자에게 제공하는 기술이다. 최근, 미국, 일본 등 농업 선진국에서는 수확량 모니터링 시스템이 적용된 콤바인을 보급하며, 작업자에게 수확량 정보를 제공하고 있다. 해외에서는 이미 보급되고 있는 기술이지만 국내에서는 수확량 모니터링 시스템에 대한 연구가 미흡하다. 따라서, 본 연구에서는 자탈형 콤바인 수확량 예측을 위한 유량센서를 개발하기 위하여 유량센서를 제작하고 제작한 유량센서의 측도를 설정하였다. 본 연구에서는 콤바인의 유량 예측을 위하여 충격판식 유량센서를 이용하였다. 충격판식 유량센서는 로드셀 전면에 충격판을 설치하여 투입되는 곡물이 충격판에 충돌하는 힘을 측정하여 유량을 예측하는 방식으로 유량센서에 가장 많이 이용되고 있다. 충격판식 유량센서에는 용량 10 kg의 로드셀(PC22, flintec, UK) 제품을 이용하였으며, 충격판의 크기는 100×90×2 mm(Width×Height×Thickness)로 제작하였다. 제작된 유량센서는 콤바인(DX120, Daedong, Korea) 곡물탱크 내부 수직이송오거의 확산판 측면에 설치하였다. 곡물을 콤바인에 투입하기 위하여 별도의 곡물 투입장치를 제작하였으며, 곡물은 가로이송오거에 투입되도록 하였다. 곡물 투입장치는 호퍼의 열림량을 통하여 유량을 조절할 수 있도록 하였다. 제작된 유량센서의 측도 설정을 위하여 유량을 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5 kg/s 으로 투입하며 유량센서의 출력 전압(mV) 값을 측정하였으며, 각 유량별로 3반복 측정하였다. 측정된 데이터는 중간 부분 30 s 동안의 센서 출력값을 평균하여 곡물 유량에 해당하는 센서 출력값을 계산하였다. 측정 결과 각각의 유량에 대한 센서 출력값은 0.0223, 0.0298, 0.0380, 0.0473, 0.0631 mV로 나타났다. 유량을 독립변수, 센서 출력값을 종속변수로 회귀분석 결과 결정계수(R2)는 0.9979로 높은 선형적 관계를 나타내 본 연구에서 제작된 유량센서를 통해 콤바인의 실시간 유량을 예측할 수 있을 것으로 판단되었다.

영상기반 감자 무게 예측 시스템 정확도 분석

송혜란 ( Hyeran Song ),최용 ( Yong Choi ),문석표 ( Seokpyo Moon ),장성혁 ( Sunghyuk Jang ),이상희 ( Sanghee Lee ) 한국농업기계학회 2022 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.27 No.2

감자는 옥수수, 밀, 쌀과 함께 세계 4대 식량 작물 중 하나로서, 2021년 국내 재배면적이 21,745ha에 달하는 주요 밭작물이다. 최근 농촌 고령화 및 인구 감소로 인한 생산비가 증가하고 있어 농업경쟁력을 향상시키기 위한 방안으로 데이터를 기반으로 변량처방을 할 수 있는 정밀농업의 중요성이 대두되고 있다. 포장내 수확량 변이는 정밀농업에 있어 기초적이며 필수적인 정보 중 하나로, 당해연도 결과에 대한 평가 및 차년도 영농계획 수립에 활용될 수 있다. 본 연구는 영상을 활용한 감자 수확량 모니터링 시스템 개발을 위한 기초연구로 개발한 수확량 예측 시스템의 성능을 분석하였다. 본 연구에 사용된 감자 무게 예측 시스템은 실시간 영상에서 YOLOv5 알고리즘을 이용해 객체를 판별하고, 판별된 감자의 바운딩 박스 좌표를 통하여 장축과 단축 길이를 측정한다. 측정된 길이를 이용하여 감자의 부피를 계산하고, 밀도를 이용하여 무게를 예측하도록 개발하였다. 시스템의 성능을 평가하기 위해 사용된 감자는 수미 품종으로, 4등급의 무게(~100g, 100~150g, 150~200g, 200g~)별로 각각 50개씩 200개의 감자를 무작위로 선별하였다. 그 후 감자 수확기 이송컨베이어에 감자를 하나씩 투입하여 예측 무게를 측정하고 실측 무게와 비교하였으며, 각각의 감자는 총 3번 예측 무게를 측정하였다. 감자의 실측 무게와 예측 무게를 비교 분석한 결과 결정계수(R2) 값은 0.9034로 높은 설명력을 보였으며, RMSE(Root Mean Square Error)는 26.599g으로 나타났다. 각 개별 감자의 평균 무게 오차는 13.1%, 최대 오차 55.4%, 최소 오차는 0.04%로 측정되었다. 컨베이어의 중앙에 카메라가 위치하였기 때문에 감자가 들어오는 위치에 따라 무게가 다르게 예측되는 결과가 발생하였다. 따라서, 컨베이어상의 감자 위치에 따라 적합한 가중치를 계산하여 오차범위를 최소화할 수 있도록 추가 연구가 필요할 것으로 판단된다.

콤바인 벼 수확량 측정용 유량센서 성능 분석

신양우 ( Yangwoo Shin ),최용 ( Yong Choi ),문석표 ( Seokpyo Moon ),장성혁 ( Sunghyuk Jang ),이상희 ( Sanghee Lee ) 한국농업기계학회 2022 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.27 No.2

쌀은 우리나라 주식으로 2021년 기준 재배면적은 732,477 ha에 달한다. 하지만, 쌀 소비 감소 및 FTA 등 시장개방 가속화로 생산성 향상이 필요하다. 정밀농업은 최소 자원을 투입해 높은 생산성을 확보하는 기술로 이에 대한 관심도가 증가하고 있다. 그 중 수확량 변이 정보는 당해연도 영농결과에 대한 평가와 차년도 영농 계획 수립에 필수적인 정보로 정밀농업 구현에 있어 기초적이면서도 필수적인 정보이다. 하지만, 국내에서 수확량 모니터링 기술은 아직 상용화되지 못하여 연구가 필요하다. 본 연구에서는 자탈형 콤바인의 실시간 수확량을 측정하기 위해 제작한 충격판식 유량센서를 콤바인에 설치하여 성능을 분석하였다. 충격판식 유량센서는 곡물이 충격판에 충돌하는 힘을 측정하는 방식으로 곡물탱크 내부에 벼가 투입되는 부분에 설치되어 곡물이 투입되면서 충격판에 부딪히도록 하였다. 시험은 자탈형 콤바인(DX120, Daedong, Korea) 모델을 이용하였으며, 별도의 곡물 투입장치를 제작하여 콤바인 가로이송오거에 곡물을 직접 투입하였다. 투입되는 곡물의 유량은 1~2.5 kg/s 범위에서 계속적으로 임의로 변경하였으며, 총 800 kg의 곡물을 투입하였다. 수확량은 유량과 센서출력값의 관계식에 따라 유량으로 환산된 후 적산하여 총 예측 수확량을 계산하였다. 실험 결과 예측된 총 수확량은 773 kg으로 나타나, 투입된 곡물량과 비교하였을 때 오차는 3.4%로 나타났다. 따라서, 본 유량센서를 이용할 경우 수확과 동시에 수확량을 실시간으로 측정할 수 있을 것으로 판단된다. 또한, 유량센서의 정확도 향상을 위해 곡물탱크의 총 중량을 측정할 수 있는 총량센서를 이용한 오차 보정 방법 등의 추가적인 연구가 필요하다고 판단된다.

토양소독기의 클로버씨스트선충 방제 효과 분석

김태형 ( Taehyeong Kim ),최용 ( Yong Choi ),문석표 ( Seokpyo Moon ),장성혁 ( Sunghyuk Jang ),이상희 ( Sanghee Lee ) 한국농업기계학회 2022 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.27 No.2

2020년 밭작물 재배면적은 737,495 ha로 2010년 751,607 ha에서 지속적으로 증가하고 있다. 대부분의 밭작물은 주로 계속적으로 같은 작물을 심기 때문에 전염성 토양 병원균에 의한 연작장해가 발생하여 수확량 감소 등 피해가 심각한 실정이다. 그중 클로버씨스트선충(Heterodera spp.)은 국내 고랭지 배추의 주산지인 태백시와 정선군에서 최초 발생하여, 그 주변 지역으로 피해가 퍼지고 있는 상황이다. 고랭지배추 포장에 씨스트선충이 감염될 경우 수확량이 최대 50% 이상 감소하기 때문에 선충에 대한 피해를 예방하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 노지에서 사용이 가능한 훈증성 토양 소독제 살포와 비닐 피복이 동시에 가능한 토양 소독기의 클로버씨스트선충에 대한 방제 효과 분석을 진행하였다. 본 연구에 사용된 토양 소독기는 두둑 성형, 약제 살포, 비닐 피복 작업을 동시에 수행하는 기계로 약제를 땅속에 분사하도록 제작되었다. 실험에 사용된 약제는 Dimethyl Disulfide(DMDS)이며, 전남 무안군에 위치한 클로버씨스트선충이 감염된 포장에서 수행하였다. 병원균의 밀도 조사를 위해 약제 처리 전, 후 토양 시료를 각각 100 g씩 5반복 채취하여 분석을 실시하였다. 처리구는 약제 살포 후, 4주간 훈증 시킨 뒤 비닐을 제거하였으며, 대조구는 무처리로 비닐 피복을 하지 않았다. 토양소독기의 방제 효과는 씨스트선충 알 부화율로 평가하였다. 채취한 시료를 수돗물과 함께 토양 현탁액을 만들고, 이를 20 mesh와 60 mesh 체에 차례로 거른 후, 60 mesh 체 위에 남은 잔류물을 따로 옮겨 담는다. 그 후 처리구 별로 씨스트를 20개씩 무작위 선별하여, 깔때기에 올려놓고, 1주 간격으로 총 4주 동안 매회 부화한 유충을 측정하였다. 마지막 유충 채집 후 깔때기 위에 남은 씨스트를 모두 수집하여 실체현미경으로 관측 후 부화하지 않은 알 수를 조사하였다. 실험 결과 무처리 구역에서 4주간 평균 부화율은 30%로 나타났으며, 약제 처리 구역에서는 부화된 알이 없어 알부화율에 따른 클로버씨스트선충 방제가는 100%로 나타났다. 따라서 본 연구에서 사용된 토양 소독기를 사용하여, 국내 클로버씨스트 선충에 대한 방제가 가능할 것으로 판단된다.

고추 보온터널용 활대 관입장치 요인 성능

이춘구 ( Chun-gu Lee ),김영화 ( Younghwa Kim ),최일수 ( Ilsu Choi ),유승화 ( Seunghwa Yu ),우제근 ( Jaekeun Woo ),문석표 ( Seokpyo Moon ),최경식 ( Kyeongsik Choi ),최덕규 ( Duck-kyu Choi ) 한국농업기계학회 2023 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.28 No.2

고추는 한국의 주요 양념채소 중 하나이다. 고추 재배면적은 33,373ha로 양념채소 재배면적 95,266ha 중 35.0%로 가장 많은 면적을 차지하고 있다(채소류 생산실적, 2021 농림축산식품부). 고추는 노동집약적 작물로 10a당 노동투입시간이 145시간으로 다른 양념채소(마늘 125시간, 양파 100시간) 대비 높으며 재배 기계화율은 48.3%로 다른 주요 조미채소 작물(마늘 61.8, 양파 66.3%)에 비교하면 미흡한 실정으로 재배작업 기계화 기술이 요구된다(농업기계 이용실태 2022, 농촌진흥청). 본 연구는 고추의 안정적인 생산 및 재배 기계화를 촉진하고자 고추 보온터널설치기 개발을 위한 보온터널용 활대 관입 요인성능을 분석하여 보완 제작하고자 하였다. 고추 보온터널용 활대관입장치는 I자형 활대를 수평방향으로 눕혀서 거치하면 활대길이 끝단쪽 홀더가 회전함에 따라 U자형으로 굴곡되면서 누름홀더에 의해 관입하는 형식으로 설계하였으며 제작은 크게 활대거치부, 활대굴곡부, 활대관입부, 제어부 등으로 나누어 구성하여 제작하였다. 활대요인시험은 모터회전에 따라 속도 5수준, 누름높이 5수준으로 요인을 설정하여 시험을 수행하였으며, 활대 관입속도 및 관입 누름위치에 따른 관입성공률, 관입깊이, 터널 폭 등을 측정하여 성능을 분석하였다. 활대 관입시 최대속도로 진행하였을 때 활대관입 성공률은 93.3%였으며 누름높이에 따른 관입 깊이는 좌측이 101~159mm, 우측이 58~103mm, 터널 형성폭은 754~805mm의 범위로 나타났다. 좌우측 활대 관입 불균형에 대한 원인분석이 요구되며 이에 따라 개선된 관입성능기술을 적용하여 보온터널설치 기계를 개발하고 성능향상 될 것으로 기대한다.

트랙터 부착형 양파 줄기절단기 개발에 관한 기초 연구

홍순중(Soonjung Hong),백이(Yee Paek),강동현(Donghyeon Kang),김효철(Hyocher Kim),이상희(Sanghee Lee),문석표(Seokpyo Moon),민병규(Byeonggyu Min),남영조(Youngjo Nam),권승귀(Seunggwi Kwon),김동억(Dongeok Kim) 한국산학기술학회 2023 한국산학기술학회논문지 Vol.24 No.7

최근 국내 농촌인력의 고령화와 인구감소로 인하여 인력 수급의 어려움 등으로 농촌 노동력 부족현상이 심화되어 농작물 생산에 어려움이 가중되고 있다. 본 연구에서는 양파 재배농가의 노동력 부족문제를 해결하기 위해 양파 수확작업에 필수적인 줄기절단기를 개발하여 농용트랙터에 줄기절단장치를 부착하였으며, 줄기절단시험을 실시하였다. 엔진의 회전수 증가에 따라 PTO 회전수의 편차는 다소 있으나 엔진회전수 증가에 따라 PTO 회전수는 증가되었다. PTO 540 rpm으로 고정을 한 후 엔진의 회전수가 1,600 rpm일 때 줄기 절단율은 53.1%, 미절단율은 43.8%, 극절단율은 3.1% 및 손실율은 0%로 나타났고 1,800 rpm일 때 줄기 절단율은 64.1%, 미절단율은 31.3%, 극절단율은 4.7% 손실율은 0%로 나타났다. 2,000 rpm일 때 줄기 절단율은 64.1%, 미절단율은 18.8%, 극절단율은 17.2% 및 손실율은 0%로 나타났다. 양파 줄기절단기 작업시간은 10a 당 기계작업시 0.6시간, 인력작업은 10시간이 소요되었으며 작업성능은 인력에 비하여 약 16배 노력절감의 효과가 있는 것으로 분석되었다. 향후, 포장조건에 따른 작업성능을 높일 수 있는 연구가 추가적으로 필요할 것이다. Recently, the shortage of rural labor in South Korea has intensified due to the aging and decrease of the population. This is resulting in difficulties in finding workers and has added to the difficulty in producing crops. Therefore, to solve the labor shortage problem of onion growers, a stem cutter for harvesting onions was developed and attached to an agricultural tractor in this study. The number of engine revolutions varies slightly, and the change in power take-off (PTO) increases with the number of engine revolutions. When fixing the PTO at 540 rpm, the rate of cut stems was 53.1%, the rate of uncut stems was 43.8%, the rate of extreme cuts was 3.1%, and the loss rate was 0%. At 1,800 rpm, the rate of cut stems was 64.1%, the rate of uncut stems was 31.3%, and the rate of extreme cuts was 0%. At 2,000 rpm, the rate of cut stems was 64.1%, the rate of uncut stems was 18.8%, the rate of polar cutting was 17.2%, and the loss rate was 0%. The work time of the onion stem cutter was 0.60 hours per 10a, which would have taken 10 hours to do manually. The cutter saved about 16 times more effort compared to manual labor. However, there is still a need for research to improve work the performance according to field conditions.

트랙터용 풋옥수수 수확기 설계 및 제작

최경식 ( Kyeongsik Choi ),우제근 ( Jaekeun Woo ),최일수 ( Ilsu Choi ),김영화 ( Younghwa Kim ),유승화 ( Seunghwa Yu ),문석표 ( Seokpyo Moon ),이춘구 ( Chungu Lee ),이명희 ( Myunghee Lee ) 한국농업기계학회 2023 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.28 No.2

옥수수는 벼, 밀과 함께 세계 3대 식량작물에 속하는 작물로, 사용 용도에 따라 식용과 사료용 등 용도가 매우 다양하다. 식용 풋옥수수의 경우, 타작물에 비해 생육 기간이 짧고, 일부 지역에서는 노지 2기작이 가능해 경지 이용도 향상이 가능하여, 농가 주요 소득 작물로 주목받고 있다. 풋옥수수의 생산 노동시간은 300평 기준 총 56.8시간이며, 이 중 수확작업은 16.8시간으로 전체 작업단계의 29.6%를 차지하며 가장 높은 노동력을 요구한다 (2021, 농촌진흥청). 풋옥수수 수확 기계 개발 및 보급이 이루어지지 않은 실정으로, 농가 인구 감소 및 고령화에 따른 농촌 노동력 부족 해소를 위해 인력에 대한 의존도가 높은 수확 작업의 기계화 기술 개발이 필요하다. 본 연구에서는 국내에서 주로 재배되는 찰옥수수 품종을 대상으로 트랙터용 풋옥수수 수확기를 설계 및 제작하였다. 트랙터용 풋옥수수 수확기는 측면 부착형으로 줄기 예취, 이송과 이삭 탈과 및 수집을 동시에 수행할 수 있도록 설계하였으며, 풋옥수수 줄기를 베는 예취부, 예취된 줄기를 탈과부로 이송하는 이송부, 줄기로부터 이삭을 분리하는 탈과부, 분리된 이삭을 톤백에 수집하여 연속작업을 가능하게 하는 수집부로 구성하여 제작하였다. 또한, 지역마다 상이한 재배양식을 고려하여 유압실린더 적용을 통해 수확기의 횡방향 위치조절이 가능하도록 하였다. 이를 통해 풋옥수수 생산 노력 및 비용 절감을 기대할 수 있으며, 향후 국내 풋옥수수 주산지를 대상으로 지역 적응성 시험을 진행하여 적정 작업 조건을 구명할 예정이다.