ЛОПАТА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПОЧВЫ Российский патент 2002 года по МПК A01B1/02 A01B1/00 

Изобретение относится к инструментам для обработки почвы в сельском хозяйстве, на дачных и приусадебных участках и может быть использовано для переработки целинных участков, осенней и весенней перекопки почвы.

Общеизвестна и широко применяется штыковая лопата, содержащая лезвие с державкой и соединенный с лезвием прямолинейный черенок обычно с круглым сечением. Основной недостаток этой лопаты - большая усталость и физические нагрузки на организм работающего при ее применении.

Известна конструкция лопаты с упором, закрепленным на черенке с тыльной ее стороны и содержащим два шарнира: у черенка - пространственный, у основания - одноосный (авт. св. 1426478, А 01 В 1/02).

Недостатком такой конструкции является повышенная утомляемость работающего из-за необходимости удерживать от опрокидывания ком земли, малого рычага (разницы длины плеч) и ее тяжести.

Известна также лопата, которая содержит черенок, лезвие со ступицей, опорную часть с фиксатором, втулку, связанную с помощью оси со ступицей, рычаг, который обеспечивает подъем лезвия лопаты с помощью винтового механизма (авт. св. 1792583, А 01 В 1/02).

Недостатком данного устройства являются: сложность конструкции из-за применения винтового механизма; необходимость больших усилий из-за малой величины плеча рычага, обеспечивающего подъем пласта земли; при распрямлении пружины не происходит оборот пласта земли, а лишь его разрушение.

Известна лопата с основным и поперечным лезвием, черенком и опорными элементами, которые жестко соединены между собой и с черенком (пат. РФ 2045142, кл. А 01 В 1/02).

Недостатком данной лопаты является отсутствие поворотного шарнира, что не позволяет равномерно распределить вектор сил при давлении на черенок. Точечная, а не плоскостная опора данной лопаты, т.е. отсутствие жесткого упора, не дает достаточно устойчивого ее положения при углублении в почву.

Известна конструкция лопаты, включающая черенок, лезвие с державкой и опорный элемент. Державка имеет в верхней части по боковым сторонам опорные плечи. Опорный элемент выполнен в виде дугообразной полосы, перпендикулярно к поверхности которой прикреплены две пластины, расположенные с двух сторон черенка параллельно одна другой и скрепленные ограничителем в виде болта и гайки. К полосе снизу прикреплено пластинчатое основание, а к средней части - подпорная стойка, которые скреплены между собой (пат. РФ 2058693, кл. А 01 В 1/02).

Недостатком данной конструкции является сложность ее изготовления и применения.

Известна другая конструкция лопаты, имеющая навесной подвижный упор, включающий стойку с основанием и пластиной, жестко связанные между собой. Стойка шарнирно соединена посредством оси со скобой, имеющей стяжной хомут с болтом и гайкой, и имеет верхний и нижний ограничители поворота стойки, а пластина выполнена зубчатой (пат. 2098930, кл. А 01 В 1/00).

Недостатком данной лопаты являются: необходимость установки черенка лопаты перпендикулярно к обрабатываемой почве, что является не естественным его положением, так как обычно при вскапывании черенок располагается под углом 45^o. Установленные ограничители поворота стойки не позволяют выбрать угол поворота в зависимости от тяжести грунта. Исходное рабочее положение лопаты конструктивно не фиксируется, и его приходится выбирать "на глаз". Черенок по отношению к стойке находится в свободном качающемся положении. Из-за отсутствия жесткой связи основания со стойкой имеется вероятность изгиба основания по отношению к стойке при нагрузке.

Наиболее близкой к предлагаемой лопате по конструкции, достигаемому техническому результату и выбранной в качестве прототипа является лопата, содержащая лезвие с державкой, черенок с опорой, фиксатор, пружину возврата лезвия.

Лопата снабжена двухтрубной втулкой, ступенчатым валиком и вспомогательным рычагом поворота лезвия. Лезвие ножа имеет выступ, который посредством гибкой тяги шарнирно соединен со стойкой опоры. Пружина возврата лезвия и фиксатор установлены на ступенчатом валике (пат. РФ 2081523, кл. А 01 В 1/02). Наличие в указанном выше техническом решении двухтрубной втулки, ступенчатого валика и вспомогательного рычага поворота лезвия значительно усложняют конструкцию и при ее промышленном изготовлении требуются дополнительные затраты на сборку такой лопаты.

Предлагаемым изобретением решается задача упрощения конструкции лопаты для обеспечения возможности ее промышленного изготовления с минимальными затратами на сборку и одновременным снижением трудоемкости при обработке почвы с ее использованием.

Для достижения указанного технического результата предлагается лопата, содержащая лезвие с державкой, черенок, опору, соединенную с черенком при помощи четырех кронштейнов, связанных между собой осью вращения. Два кронштейна жестко закреплены на черенке, а два других - на опоре, которая посредством выполненного в виде троса ограничителя и возвратной пружины соединена с черенком.

Отличительными признаками предлагаемой лопаты от указанной выше, взятой за прототип, является конструктивное решение соединения опоры с черенком, посредством возвратной пружины и ограничителя, выполненного в виде троса. Предлагаемое соединение позволяет пружине с тросом-ограничителем выбрать любой угол поворота рабочего механизма в зависимости от тяжести преодоления сопротивления грунта без какого-либо ограничения, при этом исходное рабочее положение лопаты фиксируется конструктивно с помощью пружины и троса-ограничителя автоматически примерно под углом 45^o.

Сущность изобретения поясняет чертеж, где показана в аксонометрической проекции лопата.

Лопата содержит лезвие 1 с державкой 2 и черенком 3, четыре кронштейна (два верхних 4 и два нижних 5), соединенных между собой осью вращения шарнира 9, опору 6, соединенную с черенком 3 посредством возвратной пружины 8 и ограничителя 7, выполненного в виде троса.

Процесс работы лопаты осуществляется следующим образом.

Лезвие лопаты 1 погружается в почву обычным способом - нажатием ноги. После погружения лезвия лопаты 1 в почву опора 6, выполненная в виде прямоугольной площадки определенных размеров, соприкасается с поверхностью земли. При нажатии рукой на черенок 3, поставленный к почве под углом 45^o, верхние кронштейны 4 начинают поворачиваться относительно нижних кронштейнов 5, жестко связанных с опорой 6, посредством оси вращения шарнира 9. Лезвие лопаты 1 с массой почвы поднимается, оборачивая пласт земли, и с помощью пружины 8, вращаясь вокруг своей оси, возвращается в исходное положение.

Эффект использования такой лопаты состоит в том, что работающий не производит сгибания туловища и затрачивает небольшое усилие на подъем и оборот пласта почвы. При работе лопату не поднимают, а перетаскивают с одного места на другое. Процесс копки почвы производится по схеме пахоты в свал или в развал.

Технический результат обеспечивается также расположением опоры, при котором силы изгибающего момента, действующего на работающего, близки к нулю и воспринимаются только силы на сжатие, что позволяет значительно облегчать процесс копки и повышать производительность более чем в 1,5 раза. Лопата может быть применена для обрабатывания любой почвы, т.е. целины, почвы, заросшей зерном и травой, сорняком и т.д.

Смена лезвия на вилы позволяет использовать данную конструкцию в качестве культиватора. Таким инструментом можно окучивать картофель и выкапывать его при уборке урожая.

Все составные части конструкции могут быть изготовлены по отдельности, в том числе из отходов, и собраны в условиях небольших производственных помещениях.

Кронштейны могут быть выполнены в виде металлических угольников.

Опытный образец лопаты изготовлен и прошел испытания при обработке различных почв.

Использование: в качестве инструмента для обработки почвы в сельском хозяйстве. Лопата содержит лезвие с державкой, черенок, опору, четыре кронштейна, соединенных между собой осью вращения. Два кронштейна жестко закреплены на черенке, два других - на опоре. Опора посредством выполненного в виде троса ограничителя и возвратной пружины соединена с черенком. Это позволит упростить конструкцию лопаты для возможности ее промышленного изготовления с минимальными затратами на сборку и снизить трудоемкость при обработке почвы с ее использованием. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Лопата, содержащая лезвие с державкой, черенок, опору, ограничитель и возвратную пружину, отличающаяся тем, что опора соединена с черенком при помощи четырех кронштейнов, которые соединены между собой осью вращения, причем два кронштейна жестко закреплены на черенке, а два других - на опоре, которая посредством выполненного в виде троса ограничителя и возвратной пружины соединена с черенком. 2. Лопата по п. 1, отличающаяся тем, что кронштейны выполнены в виде металлических угольников.