РУЧНОЕ ОРУДИЕ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ Российский патент 1997 года по МПК A01B1/02 

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для ручной обработки почвы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является ручное орудие для обработки почвы, содержащее лезвие, черенок и опору, скрепленную с черенком шарнирно с возможностью вращения относительно оси, перпендикулярно оси черенка (см. SU, а.с. N I586527, кл. A 01 B 1/02, 1990).

Недостатком известного орудия для обработки почвы является большое количество (шесть) сменяемых движений в цикле и сложность движений, которые требуют от работающего большого навыка и хорошей координации движений.

Техническим результатом настоящего изобретения является:
сокращение количества движений в цикле до двух-трех и увеличение производительности труда;
уменьшение усилий на руки;
упрощение движений;
прямостоящая поза работающего;
уменьшение отрицательного влияния нагрузок при работе орудием для обработки почвы на организм, приближение цикла движений к обычной ходьбе, которая является одной из наиболее полезных нагрузок для человеческого организма.

Технический результат достигается тем, что в ручном орудии для обработки почвы, содержащем лезвие, рукоять и опору, шарнирно установленную на рукояти, шарнир установлен на рукояти вдоль ее продольной оси, а на опоре жестко закреплена ось, на которой шарнирно смонтирована подножка, имеющая крепление для ноги.

Подножку целесообразно укрепить на высоте 500 100 мм относительно лезвия.

Ручное орудие может быть снабжено механизмом поворота подножки, обеспечивающим изменение ее угла от 0,25 до 0,7 от полного поворота вокруг оси, параллельной рукояти.

Механизм поворота подножки может быть выполнен в виде тросика, охватывающего петлей рукоять и закрепленного концами на сторонах подножки, расположенных по разные стороны относительно оси ее шарнира.

Ближняя точка основания опоры находится на расстоянии 0 100 мм от лезвия, а крайняя на расстоянии 200 350 мм от лезвия и выше относительно первой в плоскости рукояти на 30 50 мм.

Основание опоры выполнено выпуклым с радиусом кривизны 300 650 мм.

На рукояти шарнирно установлен наконечник-рукоятка. Рукоять снабжена второй рукояткой, установленной параллельно основной рукояти, на расстоянии 50 200 мм от нее.

То, что устройство снабжено подножкой с креплением для ноги, которая соединена шарнирно с рукоятью с возможность ее вращения относительно как параллельной, так и перпендикулярной рукояти осей, позволяет не снимать ногу с подножки во время осуществления всех действий цикла: отрыва кома земли, его подъема, поворота лезвия и сбрасывания кома. Кроме этого, при перемещении лезвия на следующий цикл копки, перенос всего узла осуществляется ногой, мышцы которой более сильные, чем мышцы рук.

То, что ось подножки жестко скреплена с опорой, позволяет ногой контролировать положение опоры и более устойчиво переносить вес кома земли на опору при его отрыве от земли.

Крепление подножки выше лезвия необходимо для того, чтобы при наклонах рукояти во время рабочего цикла укрепленная на рукояти подножка не цеплялась за лезвие.

Опора совместно с рукоятью образует рычаг для отрыва кома земли и его подъема с последующим переворотом. Причем подъем кома земли осуществляется посредством наклона рукояти; рукоять, упираясь опорой на поверхность почвы, поднимает ком земли на 200 мм вверх.

То, что опора имеет шарнир с осью вдоль рукояти, позволяет повернуть рукоять и сбросить ком земли с его переворотом, при этом не отрывать опору от почвы. Т. е. вес кома земли на руки ни в какой из моментов не берется. Это облегчает усилия мышц рук.

То, что ближняя точка основания опоры расположена на расстоянии 0 100 мм, крайняя на расстоянии 200 300 мм и выше относительно первой на 30 50 мм, обеспечивает переменный коэффициент облегчения усилия рычага, образованного опорой и рукоятью: до 7 раз при отрыве кома земли от почвы и 4 - 5 раз при подъеме кома земли.

То, что основание опоры выполнено выпуклым с радиусом кривизны 300 650 мм обеспечивает то, что коэффициент облегчения усилия изменяется плавно и руки не испытывают резких изменений нагрузки.

Механизм поворота подножки может обеспечить автоматический сброс кома земли с лезвия одновременно с подъемом кома земли при наклоне рукояти.

Расположение рукояти-наконечника и дополнительной рукояти для второй (левой) руки, отстоящей от основной рукояти на расстоянии 50 200 мм позволяет работающему левой рукой помогать повороту рукояти и лезвия; в то время правая рука, находящаяся на вращающемся наконечнике, производит наклон рукояти.

Вся совокупность признаков обеспечивает то, что весь процесс копки сводится к двум сменным движениям, подобным ходьбе, человек шагает левой ногой с укрепленным на ноге механизмом лопаты, завершая шаг тем, что лезвие, направляемое ногой вонзается в землю, после этого человек, держась за вращающийся наконечник, отклоняет рукоять вправо. При этом из-за наличия опоры, действующей на рычаг, ком земли приподнимается, а механизм связи углов поворота рукояти относительно вертикальной и горизонтальной осей обеспечивает автоматический поворот лезвия и сброс кома земли. Левая рука помогает повороту рукояти и сбросу кома земли.

На фиг. 1 изображено ручное орудие для обработки почвы; на фиг. 2 - сечение А-А фиг. 1.

Ручное орудие для обработки почвы содержит рукоять (черенок) 1, лезвие 2, поворотную относительно оси рукояти (черенка) втулку 3, горизонтальную ось 4, подножку 5 с жестким креплением для левой ноги, опору 6, тросик 7, направляющие ролики 8, наконечник 9 рукоятки, ось 10 наконечника, петлю 11, вторую рукоятку 12, пяточную опору (на фиг. не показана).

Опора 6 соединена с втулкой, обеспечивающей возможность вращения в ней рукояти.

Подножка 5 укреплена на горизонтальной оси 4.

Тросик 7 охватывает петлей рукоять 1 и концами укреплен на противоположных сторонах подножки 5. При изменении углового положения подножки один из концов тросика натягивается и вызывает вращение рукояти 1 во втулке 3 при отношении углов поворота 1/4.

Опора выступает в сторону от рукояти 1 (черенка) на 300 мм, при этом ближняя опорная точка находится на расстоянии 100 мм от рукояти. Опорная поверхность опоры выполнена выпуклой с радиусом кривизны 450 мм. Вторая рукоятка 12 находится на расстоянии 50 200 мм от рукоятки 1.

Отметим, что механизм, автоматизирующий перекопку, которым согласно изобретению снабжено ручное орудие для обработки почвы, весит около 1,5 кг. При подготовке к работе работающий жестко укрепляет левую ногу на подножке 5 с помощью жесткого крепления.

При работе работающий делает шаг левой ногой с укрепленным на ноге орудием, одновременно отводя рукоять в левое положение. Завершается шаг тем, что наступая левой ногой на подножку работающий вонзает лезвие в грунт. Затем делает шаг правой ногой и одновременно, держась за вращающийся наконечник 9 рукояти (черенка) 1 правой рукой, отклоняет рукоять (черенок) на расстояние маха руки, равного 0,9 м. При этом рукоять 1 играет роль длинного плеча рычага. Весь механизм начинает вращаться относительно опорной точки опоры, так как опорная поверхность опоры 6 выполнена выпуклой, то происходит перекатывание по этой опорной поверхности. Ком земли отрывается и приподнимается на высоте 20 см, так как рукоять длинная 150 см, а расстояние от опорной точки опоры до лезвия значительно меньше, а именно 100 и 350 мм в конце движения, то усилие на рукоять составляет не более 1/4 от веса кома земли. То есть нагрузка на руки уменьшается по сравнению с обычной лопатой в 4 раза.

При наклоне рукояти (черенка) 1 подножка 5 удерживается ногой в горизонтальном положении. Тросик 7 начинает натягиваться и автоматически вращать рукоять и лезвие, и при выбранном отношении углов поворота лезвия происходит сброс земли на грунт.

Работающий левой рукой, находящейся на второй рукоятке 12, укрепленной на расстоянии 50-200 мм от черенка рукояти 1, помогает автоматическому сбросу земли.

Отметим, что можно при сбросе земли обходиться без автоматики. Второй рукояти 12, укрепленной на расстоянии 50 200 мм от черенка, достаточно, чтобы осуществлять сброс кома земли. Хотя от работающего требуется большая координация движения и появляется третье действие в циклическом процессе работы с орудием.

Цикл завершается и работающий переходит к повторению движений, так как нога закреплена на орудии, то перенос орудия осуществляется ногой, а руки, придерживающие черенок, лишь ориентируют орудие на место заглубления.

Таким образом, при работе с орудием, оснащенным по настоящему изобретению, движения работающего приближены к размашистой ходьбе. Работающий делает шаг левой ногой с закрепленным орудием и делает мах также влево руками, ориентирующими черенок. В завершение шага лезвие ногой вдавливается в почву. Затем делает шаг правой (свободной) ногой и делает мах руками вправо, увлекая вправо черенок. Опора на орудии и механизм вращения обеспечивают автоматический подъем лезвия, поворот и сброс земли.

Число сменных движений в цикле уменьшено до двух. Максимальное усилие рук уменьшено в четыре раза. Производительность при обработке почвы увеличена в 2 3 раза и составляет 100 м² (1 сотку) в час.

В процессе работы работающий находится в прямой позе и физическая нагрузка не приносит вреда здоровью и осанке человека.

Руки работающего находятся на вращающихся рукоятках, они не испытывают трения.

Использование: для ручной обработки почвы. Сущность изобретения: в ручном орудии для обработки почвы шарнир установлен с ориентацией оси вращения вдоль продольной оси рукояти, а на опоре жестко закреплена ось, на которой шарнирно смонтирована подножка, имеющая крепление для ноги. Подножка установлена на высоте 50-100 мм относительно верхнего края лезвия. Кроме того, ручное орудие снабжено механизмом поворота подножки, обеспечивающим изменение ее угла от 0,25 до 0,7 от полного поворота, а механизм поворота подножки имеет трос, охватывающий петлей рукоять и концами закрепленный на сторонах подножки, расположенных по разные стороны относительно оси ее шарнира. Ближняя точка основания опоры расположена на расстоянии 0-100 мм от лезвия, а крайняя - на расстоянии 200 - 350 мм и выше относительно первой в плоскости рукоятки на 30 - 50 мм, причем основание опоры выполнено выпуклым с радиусом кривизны от 300 до 650 мм. На рукояти шарнирно установлен наконечник, при этом рукоять имеет дополнительную рукоятку, установленную параллельно основной на расстоянии 50 - 200 мм от нее. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Ручное орудие для обработки почвы, включающее лезвие, рукоять и опору, шарнирно установленную на рукояти, отличающееся тем, что шарнир установлен с ориентацией оси вращения вдоль продольной оси рукояти, а на опоре жестко закреплена ось, на которой шарнирно смонтирована подножка, имеющая крепление для ноги. 2. Орудие по п.1, отличающееся тем, что подножка установлена на высоте 50 1000 мм относительно верхнего края лезвия. 3. Орудие по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено механизмом поворота подножки, обеспечивающим изменение ее угла от 0,25 до 0,7 от полного поворота. 4. Орудие по пп.1 и 3, отличающееся тем, что механизм поворота подножки имеет трос, охватывающий петлей рукоять и концами закрепленный на сторонах подножки, расположенных по разные стороны относительно оси ее шарнира. 5. Орудие по п.1, отличающееся тем, что ближняя точка основания опоры расположена на расстоянии 0 100 мм от лезвия, а крайняя на расстоянии 200 350 мм и выше относительно первой в плоскости рукояти на 30 50 мм. 6. Орудие по п.5, отличающееся тем, что основание опоры выполнено выпуклым с радиусом кривизны от 300 до 650 мм. 7. Орудие по п.1, отличающееся тем, что на рукояти шарнирно установлен наконечник. 8. Орудие по п.1, отличающееся тем, что рукоять имеет дополнительную рукоятку, установленную параллельно основной на расстоянии 50 200 мм от нее.