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협폭 재배 벼 웅성 불임계 제초기 개발

Development of a Cutting Machine for Hybrid Rice Male Parents in Narrow-Row Agriculture: Design, Simulation, and Validation

Ranbing Yang, Hao Zhang, Wanru Liu 외 4인·Agriculture·발표 2026.08· 0 인용

한국어 핵심 요약

본 연구는 잡종 벼 종자 생산 과정에서 발생하는 종자 오염, 협폭 재배 환경에서의 기계화 제초 어려움, 그리고 모본 손상 가능성 문제를 해결하기 위해 보행형 자율주행 웅성 불임계 파쇄 및 절단기를 개발했습니다. 이 기계는 핵심 절단 장치, 무중력 작물 분리 장치, 그리고 크롤러 주행 메커니즘의 세 가지 주요 구조로 구성됩니다. 절단 장치는 메인 샤프트 회전이 플레일 블레이드의 관성 자동 회전을 유도하고, 스토퍼 바가 최대 스윙 진폭을 물리적으로 제한하여 500mm의 작업 폭을 보장하는 혁신적인 메커니즘을 특징으로 합니다. 특히, 무중력 작물 분리 장치는 인접한 모본을 안전하게 밀어내어 기계적 손상을 효과적으로 방지합니다. DEM 소프트웨어 EDEM을 사용하여 유연한 식물 모델과 운동학적 모델을 구축했습니다. 3인자 3수준 직교 실험 결과, 웅성 불임계 절단율에 대한 영향 요인의 주요 순서는 전진 속도 > 플레일 블레이드 회전 속도 > 블레이드 배열 순이었습니다. 최적의 시뮬레이션 매개변수는 전진 속도 0.4 m/s, 블레이드 회전 속도 1700 r/min, 직선-곡선 블레이드 배열이었으며, 이때 시뮬레이션 절단율은 97.60%에 달했습니다. 현장 테스트에서는 복잡한 논 환경과 자연적인 식물 도복의 영향으로 실제 평균 절단율이 91.39%로 나타났습니다. 본 기계는 우수한 통과 성능과 파쇄 성능을 보여 농업 및 농업 기계 통합의 요구 사항을 완벽하게 충족시켰습니다.

섹션 미리보기

연구 배경

잡종 벼 종자 생산 시 종자 오염, 협폭 재배에서의 기계화 제초 어려움, 그리고 모본 손상 위험은 중요한 문제입니다. 이러한 문제 해결을 위해 보행형 자율주행 웅성 불임계 파쇄 및 절단기 개발이 필요했습니다.

핵심 발견

시뮬레이션 결과, 전진 속도 0.4 m/s, 블레이드 회전 속도 1700 r/min, 직선-곡선 블레이드 배열에서 97.60%의 최고 절단율을 보였습니다. 현장 테스트에서는 91.39%의 실제 절단율을 달성하며, 기계가 우수한 성능과 통과 능력을 입증했습니다.

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