초록 ▼

IV. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의
1. 연구개발의 결과
본 연구는 현행 인력에 전적으로 의존하고 있는 감자 수확작업을 기계화하기 위하여 우리나라 수확작업에 적합한 건조 감자의 수집, 이송, 경사지에서의 자세제어를 위한 자동 평균장치, 이물질 선별과 감자 선별을 위한 선별장치 그리고 수확한 감자의 적재와 배출 기능을 수행할 수 있는 자주식 감자 수확기를 개발하고자 하였다.
이를 위하여 감자 주산지에서의 감자 재배양식, 수확작업 체계, 감자 물성을 조사하였으며, 자주식 감자 수확기 설계요인을 구명하기 위하여 자

IV. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의
1. 연구개발의 결과
본 연구는 현행 인력에 전적으로 의존하고 있는 감자 수확작업을 기계화하기 위하여 우리나라 수확작업에 적합한 건조 감자의 수집, 이송, 경사지에서의 자세제어를 위한 자동 평균장치, 이물질 선별과 감자 선별을 위한 선별장치 그리고 수확한 감자의 적재와 배출 기능을 수행할 수 있는 자주식 감자 수확기를 개발하고자 하였다.
이를 위하여 감자 주산지에서의 감자 재배양식, 수확작업 체계, 감자 물성을 조사하였으며, 자주식 감자 수확기 설계요인을 구명하기 위하여 자주식 감자 수확기 시작기기, 균평제어 자동장치, 선별장치를 설계 제작하여 요인별 성능을 실험하였다.
이상과 같은 감자 수확에 대한 기초 조사와 설계요인 구명 실험을 바탕으로 엔진 및 프레임, 동력전달부, 주행부, 컨베이어를 시용한 수집 및 이송부, 자동균평제어장치, 선별장치, 톤백 적재 배출이 가능한 적재부, 운전부 등으로 구성된 감자수확기 시작기를 설계 제작하였다.
자주식 감자수확기 시작기에 이송속도에 따른 감자 굴취율, 수집율 그리고 손상률의 분포를 조사하기 위한 성능실험을 한 결과 자주식 감자 수확기에 의한 굴취율은 이송속도가 0.21 m/s일때 가장 우수하였고, 수집율은 이송속도가 0.21 m/s일 때 가장 우수한 것으로 나타났다. 또한 손상율은 이송속도 0.21 m/s에서 가장 낮은 것으로 나타났다. 이상의 결과로부터 굴취율과 수집율이 높고 손상율이 낮은 시작기의 이송속도는 0.21 m/s인 것으로 나타났다. 그러나 통합시작기에서의 문제점인 굴취날의 보완이 필요하며 굴취날의 개선을 통한 굴취율을 높일 수 있을 것이며 굴취율에 따라 수집율 또한 향상될 것으로 판단되었다.
포장 성능시험 결과 시작기는 작업속도 0.31m/s, 감자 수집능률 15.1t/h가 가능하였으나 기체의 진동과 소음 등을 고려하였을 때 적정 작업은 주행속도 0.21m/s, 감자 수집능률 12.4t/h, 감자 수집률 93.0%, 감자 손상률 3.0%, 선별능률 83.25%인 것으로 나타났다. 따라서 시작기의 작업능률은 1.2 시간/10a으로 관행 인력 수확작업의 60.1시간/10a의 50배로 98.0%의 노력을 줄일 수 있는 것으로 분석되었다.
자주식 감자수확기의 경제성 분석결과 자주식 감자수확기의 이용비용은 60,176원/10a으로 관행 인력 수확비용 301,334원/10a에 비하여 80% 절감할 수 있는 것으로 나타났다.
2. 활용에 관한 건의
본 연구에는 우리나라 최초의 자주식 수확기인 자주식 감자수확기 등 자주식 농업기계를 현재 생산하여 판매하고 있는 회사가 참여기업으로 참여하고 있어 개발된 감자수확기의 실용화를 연구종료와 함께 바로 추진할 예정이다. 2010년 특허 취득과 함께 바로 참여업체에 기술을 이전하여 2011년부터 농가에 보급이 가능하며, 특히 감자 수확작업 기계화가 절실한 감자칩 가공업체와 계약 재배한 농가부터 우선 공급하고 개인농가는 다수가 사용할 수 있는 임대용 농업기계로 보급할 예정이다.

Abstract ▼

And also for sorting the potatoes with dust and pebbles with a proper sorting device.
By studying the basics of the potatoes and selecting the harvester factors the prototype machine was manufactured with engine, transmission, drive parts, harvesting parts and loading parts. The performance test

And also for sorting the potatoes with dust and pebbles with a proper sorting device.
By studying the basics of the potatoes and selecting the harvester factors the prototype machine was manufactured with engine, transmission, drive parts, harvesting parts and loading parts. The performance test on field harvesting was proceeded and an economical was conducted.
The results of this project are summarized as follows;
1. Surveys on potato cultivation patterns, harvesting methods, and physical properties of harvesting potatoes.
Traditional harvesting method is to dig out the potatoes from the earth with digging mechines and pick the potatoes by hand-labor. But, this method provides only 1 phase by machines. The rest of the harvesting process is conducted by hand-labor. Due to the shortage of rural labor, all harvesting process must be run by machines. It is considered more effective by a machine than hand-labor.
2. Test on finding the design factors.
From the experiment to find the proper angle and driving parts of the digging device it was found that 23 degree is the effective angle. But for the convery parts the angle must be more wider. It is to be more studied in further future.
The balance device for the convey part is to be tiltavle for exact transportation of the potatoes. When the vehicle is tilted the angle sensor will find the data and tilt the convey part to the opposite side to maintain the balance of the potatoes. 300 data mean - 50 sampling was the proper value for the rolling and tilting device.
Sorting device was by image processing. To find is very similar with the potato threshhold value. For the mud lumps threshhold value was 85. Dividing the potatoes from the dust and pebbles, each threshhold value were quite different and it was not very accurate.
3. Construction and performance of the prototype potato harvester.
As shown in figure 3.4-1 the design factors were applied by merging the digging part, sorting part, convery part and the balance device. The harvester was manufactured for one way system for the harvest process.
Results from fundamental tests on the prototype, at the speed of 0.21 m/s, 0.26 m/s and 0.31 m/s the harvest accuracy were 93 %, 90.5 % and 91.3 % each. And the damage rate were 2 %, 3 % and 5 % each and for the sorting ability it were 83.5 %, 80.1 % and 79.9 % at each corresponding speeds.
4. Field performance tests for prototype
Analyzed the results from field tests on performance of the prototype potato harvester to find the proper convey speed for higher digging rate and collecting rate.
And also find the proper speed for lesser damage rate. For overall optimal performance speed waas 0.21 m/s.
But for more effective harvest work, the digging blade must be improved. If the digging blade is more properly developed, the digging rate will be more upgraded and also the collecting rate will increase.
The maximum travel speed and gathering capacity were 0.31 m/s and 15.1 t/h/
Considering vibration and noise for the prototype, travel speed of 0.21 m/s, gathering capacity of 12.4t/h, rate of potato gathered of 93.0 %, rate of potato damaged of 3.0%, rate of potato sorting of 83.5 % were optimum. Effective field capacity of the prototype was about 1.3 hours per 10a. Compared with conventional manual harvesting, capacity of the prototype was about 50 times greater and labor requirement was reduced by 86.9%.
5. Economic analysis for the prototype
Total machinery costs of the prototype for harvesting potatoes were estimated as 120,077 won per 10a. Thus harvesting costs can be reduced by 74.5% compared with conventional manual harvesting costs of 470,659 won per 10a.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 8
• CONTENTS ... 10
• 목차 ... 13
• 제1장 연구개발 과제의 개요 ... 15
• 제1절 연구개발의 목적 ... 15
• 제2절 연구개발의 필요성 ... 15
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 17
• 제1절 국내외 기술현황 ... 17
• 제2절 현 기술상태의 취약 ... 18
• 제3절 앞으로의 전망 ... 18
• 제4절 기술도입의 타당성 ... 19
• 제3장 연구개발 수행내용 및 결과 ... 20
• 제1절 감자재배 및 수확 실태조사 ... 20
• 1. 재료 및 방법 ... 20
• 2. 결과 및 고찰 ... 24
• 제2절 시작기 작업 안정성 분석을 위한 이론 정립 및 분석 ... 29
• 1. 국내 감자 재배지역의 재배 조건 및 지형 특성 분석 ... 29
• 2. 감자 재배 조건에 적합한 설계방향 ... 31
• 제3절 시작기의 균평 제어 시스템 설계 ... 33
• 1. 감자 굴취 및 이송 시험장치의 설계 ... 33
• 2. 시작기 균평 제어 시스템의 동역학적 분석 ... 41
• 3. 시작기의 경사지 적응력 향상을 위한 균평 제어 시스템 설계 ... 43
• 4. 시작기의 경사지 적응력 향상을 위한 균평 제어 시스템의 제작 및 성능평가 ... 62
• 5. 시작기 정선·선별장치 개발 ... 83
• 제5절 자주식 감자수확기 개발을 위한 통합시작기 구성 ... 89
• 1. 통합 시작기 감자 수확 성능시험 ... 89
• 가. 재료 및 방법 ... 89
• 나. 결과 및 고찰 ... 99
• 다. 결론 ... 103
• 2. 통합 시작기 포장 성능시험 ... 104
• 가. 재료 및 방법 ... 104
• 나. 결과 및 고찰 ... 106
• 다. 결론 ... 109
• 4. 시작기 경제성 분석 ... 111
• 가. 기계 이용비용 ... 111
• 제5절 요약 및 결론 ... 113
• 1. 감자재배 및 수확실태 조사 ... 113
• 2. 설계요인 구명시험 ... 113
• 3. 시작기의 설계 제작 및 기초 성능시험 ... 114
• 4. 시작기 포장 성능시험 ... 115
• 5. 시작기의 경제성 분석 ... 115
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 116
• 1. 목표달성도 ... 116
• 2. 평가 착안점에 따른 목표달성도 자체 평가 ... 117
• 3. 관련분야에의 기여도 ... 118
• 제5장 연구개발 결과의 활용계획 ... 119
• 1. 추가 연구의 필요성 ... 119
• 2. 타 연구에의 응용 ... 119
• 3. 기업화 추진방안 ... 119
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술 정보 ... 120
• 제7장 참고문헌 ... 121
• 끝페이지 ... 123