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- 저자 : 민이서 ( Yee-seo Min ) (검색결과 5 건)
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민이서,김용주,김완수,Min, Yee-Seo,Kim, Yong-Joo,Kim, Wan-Soo 한국정보전자통신기술학회 2022 한국정보전자통신기술학회논문지 Vol.15 No.5
The aim of this study is to analyze the dynamic characteristics of proportional control valves according to various working conditions as a basic study for developing proportional control valves for auto-steering tractors. The dynamic characteristics of proportional valves were measured using hydraulic characteristics measurement system, and the power was analyzed using measured flow rate and pressure data. As the experimental conditions, the tractor engine speed and steering angle was selected as the main variables, and the experiment was performed on urethane road conditions. As a result, it was found that the flow rate, pressure, and power of the proportional control valve increased as the tractor engine speed and steering angle increased. In particular, as the steering angle increased at the same engine speed, the flow rate, pressure, and power tended to increase by up to 190%, 172%, and 273%, respectively. Similarly, as the engine speed increased at the same steering angle, the flow rate, pressure, and power tended to increase up to 161%, 122%, and 168%, respectively. Therefore, it can be seen that the steering angle has a higher influence on the dynamic characteristics of the proportional control valve than the engine speed.
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자동조향 트랙터용 비례제어밸브의 등가 유량 및 압력 분석
민이서 ( Yee-seo Min ),김완수 ( Wan-soo Kim ) 한국농업기계학회 2022 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.27 No.2
국내 농업인구의 감소 및 여성화·고령화로 인하여 농가의 노동력 문제는 더욱 심화되고 있다. 이러한 노동력 문제를 해결하고 고효율 농작업을 구현하기 위한 방안으로 자율주행 트랙터의 필요성이 증가하고 있다. 자동조향 기술은 자율주행 트랙터의 핵심기술 중 하나이며, 이는 조향 비례제어밸브의 성능에 큰 영향을 받는다. 그러나, 아직까지 국내 자동 조향용 비례제어밸브는 대부분 해외 제품에 의존하고 있어, 신뢰성 있는 자동 조향용 비례제어밸브 국산화에 대한 기술개발이 필요한 실정이다. 본 연구는 비례제어밸브 국산화 기술 개발을 위한 기초연구로써, 트랙터 작업조건에 따른 비례제어밸브의 동특성을 계측 및 분석하고자 수행되었다. 본 연구에서는 자동 조향 유압 시스템이 적용된 93 kW급 대형 트랙터를 사용하였으며, 비례제어밸브 양쪽 포트에 유량 센서(Hysense QG 100, Hydrotechnik, Germany) 및 압력 센서(Hysense PR130, Hydrotechnik, Germany)를 설치하고 데이터 수집 장치(Q.brixx A107, Gantner, Austria)를 이용해 유량 및 압력 데이터를 수집하였다. 실험조건은 트랙터에 탑재된 엔진의 주요 작동점과 최대 조향각(54°)을 고려하여 각각 엔진 회전속도 4수준(900, 1400, 2200, 2400 rpm)과 조향각 3수준(16, 38, 54°)으로 선정하였다. 수집된 데이터는 연속적으로 변동하는 유량 및 압력으로, 이를 대표할 수 있는 하나의 등가 유량 및 압력으로 산출되었다. 그 결과, 등가 유량 및 압력은 전체 작업조건에서 각각 4.12~9.29 lpm, 35.8~99.8 bar 수준으로 나타났다. 동일한 조향각 조건에서 엔진 회전속도에 따라, 등가 유량 및 압력은 각각 최대 60.9%, 26.7% 증가하는 것으로 나타났다. 또한, 동일한 엔진 회전속도 조건에서 조향각에 따라, 등가 유량 및 압력은 각각 최대 89.7%, 144.0% 증가하는 것으로 나타났다. 결과적으로 트랙터 작업조건 중 조향각이 엔진 회전속도에 비해 비례제어 밸브 등가 유량 및 압력 특성에 더 높은 영향을 미치는 것으로 나타났다. 향후 연구에서는 본 연구에서 산출된 등가 유량 및 압력을 이용하여 비례제어밸브 시뮬레이션 모델 개발 및 성능 평가에 관한 연구를 수행할 예정이다.
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자동조향 트랙터용 전자유압식 비례밸브 시뮬레이션 모델 개발
민이서 ( Yee-seo Min ),김완수 ( Wan-soo Kim ) 한국농업기계학회 2023 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.28 No.1
전자비례제어밸브(Electro-Hydraulic Proportional Valve, EHPV)는 자율주행 트랙터의 자동 조향 기능 구현을 위한 유압 시스템에 사용된다. EHPV는 스티어링 실린더에 공급될 유체의 유량 및 방향을 결정하는 직접적인 역할을 하므로, 밸브의 성능은 자동 조향 트랙터의 성능에 큰 영향을 미친다. 그러나, 현재 국내 트랙터에 적용되는 EHPV는 대부분 수입에 의존하고 있어 EHPV의 국산화가 필요한 실정이다. 본 연구의 목적은 자동조향 트랙터용 EHPV 개발을 위한 기초연구로써 EHPV 시뮬레이션 모델을 개발하고 동특성을 평가하고자 수행되었다. 시뮬레이션 모델은 Simcenter AMESIM을 통해 개발하였다. 시뮬레이션 조건은 엔진 회전속도 3수준(900, 1400, 2200 rpm)과 조향각 3수준(16, 38, 54°)으로 선정하였다. 시뮬레이션은 조향 방향 좌측 및 우측에 대하여 각각 수행하였다. 시뮬레이션 해석은 유량, 압력, 동력에 대하여 수행하였다. 시뮬레이션 모델 검증에 필요한 데이터를 취득하기 위하여 EHPV를 탑재한 트랙터의 조향실험을 수행하였다. 연구에 사용된 트랙터는 93 kW급 대형 트랙터이며, EHPV 양쪽 포트에 유량 센서및 압력 센서를 설치하고 데이터 수집 장치를 이용해 유량 및 압력 데이터를 수집하였다. 실차 조건에서의 데이터 수집 실험은 시뮬레이션 조건과 동일한 조건에서 수행되었으며, 수집된 데이터는 시뮬레이션 모델의 예측 정확도를 평가하는데 사용하였다. 시뮬레이션 실험 결과, 작업조건에 따른 EHPV 동특성은 유량 6.45~11.71 lpm, 압력 23.11~62.96 bar, 동력 266.1~1105.4 W로 나타났다. 각 동특성에 대한 시뮬레이션 모델의 예측 정확도는 유량 90.4~97.7%, 압력 87.0~97.0%, 동력 90.2~92.6% 로 나타났다. 개발된 시뮬레이션 모델은 향후 EHPV의 국내 개발 과정에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 보인다. 그러나, 본 연구에서는 토양 노면 조건에서 트랙터가 구동할 때의 데이터를 사용한 것이 아니라, 우레탄 노면 조건에서 정지 상태의 데이터를 수집했다는 한계점을 갖고 있다. 향후 연구에서는 트랙터의 실제 작업 시 토양 노면 조건에서 다양한 작업조건에 따른 EHPV의 성능 데이터를 수집하고 시뮬레이션 모델을 보완할 예정이다.
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민이서 ( Yee-seo Min ),이상희 ( Sang-hee Lee ),남영조 ( Young-jo Nam ),권승귀 ( Seung-gwi Kwon ),김완수 ( Wan-soo Kim ) 한국농업기계학회 2023 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.28 No.2
국내 농업 인구 고령화로 인하여 농촌 노동력 부족 문제가 심화되고 있다. 특히, 인력 요구가 큰 마늘 수확 작업의 기계화율이 43.8%로 낮아, 현장에 적합한 마늘 수집기 개발이 필요하다. 본 연구는 자주식 마늘 수집기 개발을 위한 기초연구로써, 작업조건별 마늘 수집기의 소요동력 분석을 위해 수행되었다. 연구에 사용된 자주식 마늘 수집기는 중량 3,170kg, 엔진 정격출력 44 kW 이며. 변속기는 HST이다. 수집기는 궤도형 주행부, 토양에 삽입되어 작물을 굴취하는 수집부, 굴취된 작물을 톤백이 장착된 기체 후방으로 운송하는 이송부로 구성된다. 수집기 소요동력 계측시스템은 주행부 토크 및 회전속도, 이송부 및 수확부 유량 및 압력, 주행부 속도를 측정할 수 있도록 구성되었다. 수집기의 주행부 소요동력은 토크 및 회전속도를 통하여 계산하였고, 이송부 및 수확부의 유압동력은 유량 및 압력을 통해 계산하였다. 수집기 작업 중 실험조건은 수집부 회전속도 45 rpm, 이송부 회전속도 75 rpm, 굴취 깊이 10 cm로 선정하였다. 각 작업부의 작업조건별 소요동력 분석을 위해, 토양 노면 조건에서 주행속도 3수준(0.05, 0.15, 0.25 m/s)에 대하여 각각 실험을 수행하였다. 실험 결과, 주행부 평균 소요동력은 주행속도 0.05, 0.15, 0.25 m/s에서 각각 0.556, 1.789, 3.333 kW, 수집부 평균 소요동력은 주행속도 각각 0.967, 0.989, 1.044 kW, 이송부 평균 소요동력은 각각 1.617, 1.606, 1.550 kW로 나타났다. 주행속도가 증가할 때 유입되는 토양의 증가로 수집부 소요동력이 증가하는 경향을 보였다. 본 연구에서 분석된 수집기 주행속도별 소요동력은 수집기 설계 및 부하 예측 등에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
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