플라우 경운 작업 시 농업용 트랙터 캐빈의 거동 분석 = Analysis of dynamics characteristic of agricultural tractor cabin during plow tillage operation

국문 초록 (Abstract)

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.