초록 ▼

1. 임내작업차 베이스 머신 설계 및 시작기 제작
작업로 및 임내(林內)에서의 주행 및 목재반출을 위한 집 운재용 임내작업차로서, 간벌 수확시 발생되는 소경재를 경제적으로 반출할 수 있는 임내작업차를 개발하였다. 설계시 최소의 작업인원으로 소경재의 반출이 가능하고 다목적으로 활용할 수 있도록 윈치 및 기타 부속장비를 탑재하였으며 저렴한 가격으로 생산이 가능하도록 부품의 호환성을 최대한 고려하였다.
2. 임내작업차 시작기의 주행 및 동적 안정성분석
개발차량의 동적안정성을 검토하기 위하여 동적모델의 개발과 시뮬레이션을

1. 임내작업차 베이스 머신 설계 및 시작기 제작
작업로 및 임내(林內)에서의 주행 및 목재반출을 위한 집 운재용 임내작업차로서, 간벌 수확시 발생되는 소경재를 경제적으로 반출할 수 있는 임내작업차를 개발하였다. 설계시 최소의 작업인원으로 소경재의 반출이 가능하고 다목적으로 활용할 수 있도록 윈치 및 기타 부속장비를 탑재하였으며 저렴한 가격으로 생산이 가능하도록 부품의 호환성을 최대한 고려하였다.
2. 임내작업차 시작기의 주행 및 동적 안정성분석
개발차량의 동적안정성을 검토하기 위하여 동적모델의 개발과 시뮬레이션을 통해 차량의 주행시 안정성과 진동특성을 측정하였다. 임내작업차의 좌석 3축에 대하여 노면조건별, 차량의 주행속도별 좌석 진동의 특성을 측정하여 임내작업차의 주행시 발생하는 좌석진동의 특성을 파악하였고 차체와 엔진 등으로 구성된 3차원 모델을 구성하고 좌석상의 진동특성을 좌석의 위치, 현가장치의 특성, 엔진의 위치, 작업기의 위치 등에 따라 시뮬레이션하였으며 시뮬레이션한 결과와 현장 시험을 통해 동적모델의 유의성을 입증하여 각 설계인자 좌석의 위치, 엔진의 위치, 궤도간의 거리 등의 변수를 변경하면서 임내작업차의 동적 안정성과 좌석진동에 대한 영향을 분석하였다.
3. 임내작업차 탑재용 작업장치의 개발
벌도목을 작업로변으로 집재하기 위하여 최대견인력 1톤 내외, 집재거리 약 50m 내외의 탑재용 작업장치인 단거리 집재작업용 1드럼윈치와 간이가선집재작업을 위해 엔드리스 드럼을 설계, 부착하였다.
4. 개발된 임내작업차에 대한 작업방법 개발 및 적용성 시험
개발기종의 작업성능 시험을 위하여 벌채현장에서의 현지적용성 시험을 실시하였고 그 결과를 시작기의 보완, 제작에 반영하였으며 개발된 장비의 작업능률을 조사하였다. 또한 임내작업차에 대한 표준 작업방법을 정립하였으며 임내 작업차를 이용한 최적 작업로망 배치 즉 작업로 간격, 작업로 배치, 규격 등을 구명하였다.

Abstract ▼

1. The design and manufacturing a proto-type of mini-forwarder
For moderate and steep terrains, small crawler type mini forwarder is most suitable for early stage of mechanization in consideration for present status of technology, and for its multi purpose application.
To develop the mini-for

1. The design and manufacturing a proto-type of mini-forwarder
For moderate and steep terrains, small crawler type mini forwarder is most suitable for early stage of mechanization in consideration for present status of technology, and for its multi purpose application.
To develop the mini-forwarder, the dimension and technical specification were setup for small scale logging operations III Korea. To adapt for working conditions in Korea, the dimension of mini-forwarder was determined to minimum to pass through the narrow skidding trails. The main points for prototype of mini forwarder were stability on steep terrain and the compatibilities of the part components with other market products with similar functions. The dimensions and the design factors of the vehicle were determined after stability evaluations with simulations of the working models.
2. The dynamic analysis of driving stability of the proto-type of mini- forwarder
Stability evaluation on steep slope were evaluated through modeling and simulation of crossing the obstacle on slope in consideration of the vibration characteristics. The stability analysis was performed by using the multibody dynamic analysis programs, such as Working Model 2D and Visual Nastran Desktop. Physical properties of the component assemblies of mini-forwarder such as main frame, engine, winch unit and undercarriage were determined by using 3D CAD modeler, Solid Edge 8.0. The analysis involved 3D simulation of the crawler type mini-forwarder traversing over the obstacles and 3D simulation of its sideways overturning.
The safety driving zone on and slope with bumps with height of 80mm were simulated with RecurDyn 6.0 program, and it showed that the mini-forwarder lost the stability under the given obstacle in particular driving directions. To evaluate the vibration characteristics of the mini-forwarder, the dynamic model was developed and also ground roughness was generated.

3. Development of the axillary attachment of the mini-forwarder
To facilitate pulling the logs from stump to skidding trail, the skidding winch is essential to pre-bunch up to 50 ~ 60m to felling sites. The maximum pulling capacity of the winch was approximate 1 ton and wireless remote control was applied for control of the winch in addition to manual control of clutch and brake levers. With remote control system, one man operation is possible and the work force for mini-forwarder winching could be kept minimum. And also to load the logs on the platform of the mini-forwarder center pole with snatch block was mounted in the mid frame of the mini-forwarder. With this pillar, it is easy to raise one side of logs on the platform, and unloading could be done fast and safe using hydraulic dumping unit.
4. Development of working methods with crawler type mini forwarder and field test.
Field evaluation for actual work performance with proto-type mini forwarder were executed in thinning operation sites, in connection with improvement of various parts of proto-type. Driving capability on skidding trail showed the maximum driving speed of 5.8km on favorable surfaces, and average driving speed of 1.6 ~ 3.5km on forest road and skidding trail with full load of 0.9 ton.
The crawler type mini-forwarder could be applied for transport the logs through skidding trail from an accessible point to road side or landings with its forwarding functions, and the attached winch systems some cable logging methods were also utilized such as direct winching and simplified cable logging using the endress drum and plain drum. Dense skidding trail density enables mini-forwarder to apply more efficiently In thinning operations. And layout of the skidding trails, their standards, and also log dimensions are major influencing factors for efficiency of the mini-forwarder operations.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 요약문...3
• SUMMARY...8
• CONTENTS...12
• 목차...14
• 제 1 장 연구개발과제의 개요...25
• 제 1 절 연구개발의 목적...25
• 제 2 절 기술개발의 필요성...25
• 제 3 절 연구개발의 범위...26
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...27
• 제 1 절 국내외 연구개발 내용 및 결과...27
• 제 2 절 현 기술상태의 취약성...28
• 제 3 절 앞으로의 전망...28
• 제 4 절 기술도입의 타당성...29
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과...30
• 제 1 절 임내작업차 개발 및 작업시스템 개발...30
• 1. 기능분석 및 외국제품 제원 비교.검토...30
• 가. 주행부...30
• 나. 윈치...30
• 다. 크기...30
• 라. 중량...30
• 마. 엔진...31
• 바. 최저지상고...31
• 사. 등판각도...32
• 2. 시작기 모델개발...33
• 가. 측면적재식 모델 개발...33
• 3. 목표사양 설정...35
• 가. 시작기 설계목표 설정...35
• 4. 1차 시작기의 개발...36
• 가. 1차 시작기 설계...36
• 나. 적용부품 규격결정...40
• 다. 1차 시작기 제작...42
• 5. 2차 시작기 구조물 및 각종 기능품 세부설계...44
• 가. 2차 시작기 주요제원...44
• 나. 동력전달 계통(감속비)...46
• 다. 주요 사양...46
• 라. 엔진...47
• 마. 구동부...47
• 바. 덤프 유압펌프...48
• 사. 구성부품 중량조사...49
• 제 2 절 임내작업차의 안정성, 주행성능시험...50
• 1. 도입기종의 성능조사...50
• 가. 서론...50
• 나. 재료 및 방법...51
• 다. 결과 및 고찰...57
• 2. 임내작업차 동적 시뮬레이션 모델 제작...62
• 가. 해석 운동 방정식...62
• 나. 궤도 부속시스템...62
• 다. 전체 설계 구성...63
• 라. 동적 모델의 시험적 검증...63
• 3. 1차 시작기 임내작업차의 동적 안정성분석...65
• 가. 동적안정성 분석을 위한 임내작업차의 동적파라메터 측정...65
• 나. 노면형상 시뮬레이션...71
• 다. 동적모델의 검증을 위한 실차 범프 테스트...79
• 라. 임내작업차의 주행속도 및 윈치견인 속도 측정...82
• 마. 구동장치 작업 부하 측정 분석...83
• 4. 2차 시작기 임내작업차 안정성, 주행성능 시험...87
• 가. 임내작업차의 동적 모형...88
• 나. 구성 부분의 모형 검증...89
• 다. 시뮬레이션...89
• 라. 안정성 분석...90
• 5. 임내작업차를 이용한 최적 작업로망배치...100
• 가. 작업로 간격, 작업로 배치, 규격 등...100
• 나. 노망밀도 산출방법...103
• 다. 일본의 작업로의 개설기준...104
• 라. 최적 작업로망 배치...107
• 제 3 절 임내작업차의 부속작업기 개발...109
• 1. 1차 시작기 전자클러치 컨트롤 장치...109
• 가. 동력 전달 과정...109
• 나. 전자식 무선 콘트롤 작동 방식...109
• 다. 윈치 견인속도...109
• 2. 2차 시작기 HST 제어방식 컨트롤 장치...110
• 가. 제어 개요...110
• 나. 송신부...111
• 다. 수신부...112
• 라. 컴퓨터 제어부...112
• 마. 드라이브 유니트...113
• 바. 파워시스템...116
• 사. 부품 리스트...117
• 아. 리모콘 윈치 사용 설명서...117
• 제 4 절 장비성능 및 현지적용성 시험...119
• 1. 성능시험...119
• 가. 원목 규격 조사...119
• 나. 각 조건별 경사도...120
• 다. 주행속도...120
• 라. 회전반경...122
• 마. 덤프시험...123
• 바. 정지시 횡전도각 및 등판각도 시험...123
• 사. 유류 소비량...124
• 아. 윈치 견인력 시험...124
• 2. 보완 및 개선사항...124
• 가. 윈치 조작 레버...124
• 나. 간이 가선작업을 위한 HST 동력 차단 장치...125
• 다. 간이 가선집재 작업을 위한 엔드리스 드럼 형상 보완...125
• 라. 드럼의 로프 이탈방지 장치 부착...126
• 마. 윈치 로프 리드선 부착...126
• 바. 원목 하차작업을 위한 제어 스틱 장치 보완...127
• 3. 현지적용성 시험...127
• 가. 작업방법 개발...127
• 나. 작업능률조사...133
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...138
• 제 1 절 목표달성도...138
• 1. 임내작업차 베이스 머신 설계 및 시작품제작...139
• 가. 1차 시작기 개발, 제작...139
• 나. 2차 시작기 개발, 제작...139
• 2. 임내작업차 시작기의 주행 및 동적 안정성분석...139
• 가. 도입기종의 성능비교...139
• 나. 1, 2차 시작기 주행, 안정성 분석...139
• 3. 임내작업차의 부속작업기 윈치 제작...140
• 4. 개발된 임내작업차에 대한 작업방법 개발 및 적용성 시험...140
• 제 2 절 연구개발 목표의 달성도...140
• 1. 2차시작품 개발 및 작업시스템 개발...140
• 가. 임내작업차 2차 시작품 개발 제작...140
• 나. 임내작업차의 부속작업기 제작...140
• 2. 임내작업차의 안정성 및 주행성능 시험...141
• 가. 도입기종의 성능비교...141
• 나. 임내작업차 집재작업을 위한 최적 작업로망 배치...141
• 다. 임내작업차 동적 안정성 분석...141
• 제 3 절 관련분야에의 기여도...141
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...142
• 제 1 절 현장보급방안...142
• 제 2 절 산업화 계획 방안...142
• 제 3 절 기술이전 방안...143
• 제 4 절 논문발표...143
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...144
• 제 1 절 일본의 임내작업차 정보...144
• 참고문헌...146
• 부록...148
• 임내작업차 설계 및 부품...148
• 임내작업차 제작 및 작업 광경 관련사진...194