트랙터 부착형 땅속작물 수확기의 소요동력 분석 = Analysis of Power Requirement for the Tractor Attached Underground Crop Harvester

국문 초록 (Abstract)

국내 농업에 노동력 부족 문제가 대두되고 있다. 하지만 대표 땅속 밭작물인 감자와 양파 수확작업의 기계 화율은 26.8% 으로 대부분 인력에 의존되고 있으며, 수확 및 수집 작업은 인력을 통해서만 가능한 실정이다. 노동력 부족 문제를 해결하기 위해서는 수확 및 수집이 가능한 자주식 농작업 기계의 개발이 필요하다. 따라서 본 연구는 자주식 수확기를 개발하기 위해 수행되었으며, 최적화 설계를 위해 트랙터 부착형 땅속 작물 수확기의 작업 시 발생하는 소요동력을 분석하였다. 데이터 수집장치(QuantumX 840B, HBM, Germany)를 이용하여 트랙터의 출력과 수확기의 소요동력을 측정하였다. 농작업 간 엔진 부하를 측정하기 위해 트랙터 ECU (Engine Control Unit)에서 CAN 데이터 통신으로 회전 속도 및 토크 데이터를신 수집하여 측정하였다. 수확기의 소요동력은 굴취부 유압모터, 이송부 유압모터, 적재 실린더 제어밸브에 유압센서를 설치하여 측정하였다. 구동부의 소요동력은 엔진 출력에서 수확부 소요동력, 트랙터 유얍펌프의 소요 동력을 제외하여 계산하였다. 필드 시험은 감자 수확 작업 간 수행하였으며, 실제 작업 조건을 고려하여 작업 속도는 1 km/h로 설정하여 수행하였다. 필드 시험 결과 감자 수확 작업에서 엔진 출력의 최대, 최소, 평균은 각각 31, 9, 20kW로 나타났으며, PTO에 부착된 유압 펌프의 최대, 최소, 평균 출력은 각각 2.8, 0.3, 2.8 kW로 나타났다. 엔진 출력에서 구동부 소요동력을 제외한 소요 동력은 수확기를 움직이기 위한 최소한의 견인동력으로 판단하였으며, 견인동력의 최대, 최소, 평균은 각각 28.2, 8.7, 17.2 kW로 분석되었다. 차후 연구에서는 계측된 데이터를 활용하여 자주식 땅속 작물 수확기의 동력 전달 시스템 설계를 수행할 예정이다.