스마트팜 전동 모빌리티 작업 위치와 높이에 따른 전도 안전성 해석 = Analysis of overturning safety by working location and height for electric mobility in smart-farms

국문 초록 (Abstract)

스마트팜 전동 모빌리티는 작업자의 작업과 운전 방식 및 경사도에 따라 전도 사고율이 높아 이에 따른 표준화가 요구되고 있다. 본 연구는 Recurdyn을 이용해서 전동 모빌리티를 경사면에 주행시켜 작업자의 위치 및 높이에 따라 전도가 발생하지 않는 최적의 작업 높이를 도출하였다. 평균 경사도가 15˚이상인 노면은 생산성 및 농기계의 이용이 매우 적으므로 노면이 20초 동안 좌측으로 0˚~15˚까지 회전하게 하였다. 최대 작업높이 3m에서 주행속도 3km/s를 후륜에 부여하였고 그림1과 같이 A, B, C에 최대 적재중량 250kg(2452.5N)을 부여하여 각각 30초간 동적 시뮬레이션을 수행하였다. 한국농업기술진흥원 검정기준을 참고해 노면과 바퀴의 접촉면에서 마찰력이 0N이 될 때를 전도 발생 기준으로 하였고 우측 후륜과 좌측 후륜이 전도될 때를 각각 1차 전도, 2차 전도로 하였다. 작업위치에 따른 전도 결과, A, B, C 순서로 1차 전도각은 9˚, 11˚, 13˚이고 2차 전도각은 10.3˚, 12.3˚, 14.3˚로 도출되어 적재중량이 작업판의 중앙 좌측으로 180mm씩 이동할수록 전도각은 2˚씩 감소하는 것으로 사료된다. 비교적 전도가 쉽게 발생하는 중앙 좌측(C)을 기준으로 작업높이 3m에서 10cm씩 줄여나가며 시뮬레이션을 수행한 결과, 전도각이 약 0.3˚씩 감소하다가 그림2와 같이 작업높이 1.3m에서는 양쪽 후륜이 경사 15˚이후에도 마찰력이 0N으로 감소되지 않아 1,2차 전도가 발생하지 않았다. 평균 경사도가 15˚이하인 노면에서 전동 모빌리티를 이용할 경우에는 작업높이가 1.3m 이하인 상태에서 작업 및 주행하는 것이 안전할 것으로 사료된다. 향후, 주행 및 작업 방식에 따른 전도 안전성 검증을 통해 고소작업대의 전도발생 저감을 위한 설계에 반영할 계획이다.