почвообрабатывающий комплекс с ручным приводом

Формула изобретения

1. Почвообрабатывающий комплекс с ручным приводом, содержащий раму с штангой и рукоятками, опорное колесо с вилкой крепления и сменный почвообрабатывающий инструмент, отличающийся тем, что опорное колесо имеет диаметр больше или равный расстоянию от точки приложения усилия человека до поверхности земли, а радиус колеса меньше данного плеча, при этом на раме со штангой в месте крепления рукояток установлен упор для верхней части ног человека.

2. Почвообрабатывающий комплекс по п.1, отличающийся тем, что режущий сменный инструмент соединен тягами с осью колеса и штангой, причем тяга соединения инструмента со штангой имеет регулировку высоты упора для верхней части ног человека в зависимости от его роста.

3. Почвообрабатывающий комплекс по п.1, отличающийся тем, что на концах тяг в месте крепления съемных инструментов установлен фланец с радиальными отверстиями и с отверстиями по диаметру фланца для регулирования положения инструмента по вертикали и в радиальном положении.

4. Почвообрабатывающий комплекс по п. 1, отличающийся тем, что рама, тяги, колесо, штанга с упором для верхней части ног человека и рукоятками и почвообрабатывающий инструмент выполнены разъемными.

5. Почвообрабатывающий комплекс по п.1, отличающийся тем, что окучник выполнен из металлического листа толщиной не более 1 мм, и при этом правый и левый лемеха окучника в нижней его части, со стороны неработающей поверхности, жестко скреплены между собой упорной планкой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскохозяйственной технике для легкой вспашки, культивирования или рыхления почвы, а также для прополки и окучивания сельскохозяйственных культур, удаления сорняков на даче, огороде и других аналогичных земельных участках.

Известны ротационные ручные культиваторы в комбинации с полольником. Данные ручные культиваторы ограничены в использовании, т.к. их конструкция позволяет использовать культиваторы лишь для прополки и культивирования почвы и то, как правило, на участках, где уже предварительно проведена обработка почвы тяжелой техникой. Данное обстоятельство определяется еще и тем, что в культиваторе имеется лишь одна ручка для его управления, которая не позволяет использовать максимальные усилия человека, т.к. нет упора для толкания, кроме того, угол между направлением движения и усилием воздействия человека на инструмент при почвообработке составляет около 45^o, что в два и более раз уменьшает полезное усилие (см., например, Краткая энциклопедия домашнего хозяйства, издательство Советская энциклопедия, 1987 г., стр. 2, поз. 7).

Известно также ручное орудие для обработки почвы, включающее в себя раму на четырех колесах. На раме закреплены активный рабочий орган, рукоятки управления, рычаг перемещения рабочего органа, плоскорезные лапы, зубчато-реечные пары и кулисные направляющие. Недостатком данного ручного орудия для обработки почвы являются его большие габариты и, соответственно, вес; сложность конструкции ввиду наличия кулисного механизма, зубчато-реечных пар и приводов перемещения инструмента и всего орудия (См., например, А.С. N 890998, A 01 B 1/20; A 01 B 35/18).

Наиболее близким техническим решением из известных является окучник-культиватор ОКР-0-35, который служит для окучивания огородных культур, культивирования почвы, прополки междурядий и нарезки борозд в почве. В состав окучника-культиватора входит два съемных рабочих органа, лапы полольные и стволы для окучивания, которые крепятся к раме и регулируются по ширине захвата и заглублению. В нижней части рамы установлено опорное колесо, а в верхней установлены рукоятки со штангами (См., например, каталог Товары для личного подсобного хозяйства, издательство Экономика, Москва, 1983 г., стр. 52 или Краткая энциклопедия домашнего хозяйства, издательство Советская энциклопедия, 1987 г. с изменениями, стр. 547, Рис. 2, поз. 5).

Недостатком данного окучника-культиватора является неэффективное использование усилия человека, большие транспортные габариты, отсутствие на штанге упора для ног, отсутствие регулировки съемных инструментов, а также отсутствие регулировки высоты расположения рукояток (упора). Как известно, полезное усилие, которое человек может передать через раму на рабочие органы, зависит от угла между поверхностью земли (направлением движения окучника-культиватора) и условной осью рамы (направлением приложения усилия человека), а также силы трения рабочего инструмента о землю, т.е.

P_п = P_з cos L - F_тр, (1)

где P_п - полезное усилие;

P_з - затраченное усилие;

L - угол между поверхностью земли и условной осью рамы;

F_тр - сила трения поверхности рабочего инструмента о землю.

(См. , например, В.Г. Зубов, Механика, Москва, Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1978 г. , стр. 218-219 и Кухлинг X., Справочник по физике, Москва, Мир, 1982 г., стр. 74-75). В конструкции данного окучника-культиватора, при его практическом использовании, угол L, как правило, составляет около 45^o, при этом cos L равен 0,7, что, как следует из формулы (1), уменьшает полезное усилие, как минимум, на 30%. Рукоятки со штангами в окучнике-культиваторе позволяют толкать окучник-культиватор впереди себя только посредством рук, при этом, практически, не используются в полной мере усилия ног, т.к. полное использование усилия ног ограничивается максимально допустимой нагрузкой на руки, которая, как известно, в пять и более раз меньше допустимой нагрузки на ноги. Штанги окучника-культиватора с рукоятками выполнены цельными, что ухудшает условия его транспортирования. Инструменты окучника-культиватора выполнены цельнометаллическими, что увеличивает вес и силу сопротивления (силу трения инструмента о почву) при обработке почвы, т. к. чем больше толщина лезвия (лемеха) инструмента, тем больше сопротивление инструменту при обработке почвы (См., например, Х. Кухлинг, Справочник по физике, Москва, Мир, 1982 г. , стр. 33, формула М 5.14). В окучнике-культиваторе не предусмотрена регулировка рабочего инструмента в радиальном направлении, а также по высоте, что не позволяет приспосабливать окучник-культиватор к человеку, в зависимости от его роста и физических возможностей и вести обработку почвы в оптимальном режиме. В конструкции окучника-культиватора на штанге с рукоятками не предусмотрен упор для ног человека, что ограничивает увеличение, при необходимости, усилия при обработке почвы, например, при окучивании и проделывании борозд.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности окучника-культиватора (почвообрабатывающего комплекса), расширение использования физических возможностей человека при обработке почвы и сельскохозяйственных культур, улучшение и упрощение технологии обработки почвы при ручной обработке, а также уменьшение транспортных габаритов и упрощение условий транспортирования окучника-культиватора.

Указанная цель достигается тем, что в почвообрабатывающем комплексе с ручным приводом установлено колесо, диаметр которого больше или равен расстоянию от точки приложения усилия человека до уровня поверхности земли, при этом радиус колеса меньше данного плеча; на раме со стороны рукояток установлен упор для верхней части ног человека; сменный почвообрабатывающий инструмент соединен тягами с осью колеса и штангой, причем тяга соединения инструмента со штангой имеет регулировку высоты упора для верхней части ног человека, в зависимости от его роста; на концах тяг в месте крепления съемных инструментов установлен фланец с радиальными отверстиями и с отверстиями по диаметру фланца; рама, тяги, колесо с вилкой, штанга с упором для верхней части ног человека и рукоятками, а также сменный почвообрабатывающий инструмент выполнены разъемными; окучник выполнен из металлического листа толщиной не более 1 мм, при этом правый и левый лемеха окучника в нижней его части, со стороны неработающей поверхности, жестко скреплены между собой упорной планкой.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 и 2 изображен общий вид почвообрабатывающего комплекса, а на фиг. 3 (а, б, в, г) - окучник (вид спереди; вид сбоку; вид сзади; разрез по А-А фиг. 3б).

Почвообрабатывающий комплекс с ручным приводом состоит из таких основных элементов, как рама 1 со штангой 2, опорное колесо 3, рукоятки 4 с упором 5 для верхней части ног человека и сменный почвообрабатывающий инструмент 6. На раме 1 установлена вилка 7 для крепления колеса 3. Тяга 8 соединяет сменный почвообрабатывающий инструмент 6 с осью 9 опорного колеса 3, а тяга 10 соединяет сменный почвообрабатывающий инструмент 6 с рамой 1. Тяги 8 и 10 соединяются между собой фланцами 11. К фланцам 11 попеременно через радиальные отверстия 12 по диаметру во фланцах 11 и отверстия 13 в тяге 10 крепятся сменные почвообрабатывающие инструменты 6. В качестве съемного почвообрабатывающего инструмента 6 могут быть использованы окучник, полольник, плуг, культиватор, инструмент для проделывания борозд и т.д. Съемный инструмент 6 окучник имеет конструкцию по аналогии с коробом с тонкими стенками. Левый 14 и правый 15 лемеха окучника 6 в районе их оконечностей в нижней части со стороны неработающей поверхности 16 жестко связаны между собой упорной планкой 17, причем сами лемеха выполнены из металлического листа с толщиной стенки не более одного миллиметра. Форма поверхностей лемехов 14 и 15 выполнена с обводами 18 для отвала земли, а режущая кромка 19 и нижние части 20 поверхности лемехов, прилегающие к режущей кромке 19, выполнены прямыми без искривления поверхности.

Почвообрабатывающий комплекс с ручным приводом работает следующим образом. В зависимости от роста и физических возможностей человека, степени предварительной обработки почвы, а также требуемого режима обработки (культивирования, окучивания, прополки и т. д.), устанавливается сменный почвообрабатывающий инструмент 6 с требуемым углом захода инструмента в почву и необходимой глубиной обработки почвы и закрепляется на фланцах 11 и тяге 10. Учитывая, что при прополке и культивировании человек затрачивает значительно меньшее усилие, чем при выполнении других операций по обработке почвы, почвообрабатывающий комплекс берется человеком двумя руками за рукоятки 4 (в рабочем положении, как показано на фиг. 1) и толкается впереди человека, при этом одновременно можно следить за качеством обработки почвы и растений, не повреждая последних. Данную операцию по контролю за качеством обработки почвы и растений сложнее выполнить, если впереди комплекс кто-то дополнительно тянет, т.к. сложнее своевременно остановить человека впереди и, естественно, не повредить полезных растений. При выполнении таких трудоемких операций, как окучивание, проделывание борозд и других, почвообрабатывающий комплекс так же, как и при прополке и культивировании, толкается человеком впереди себя, но при этом упор 5 находится на уровне верхней части ног человека и почвообрабатывающий комплекс перемещается посредством ног. При окучивании сельскохозяйственных культур окучником 6, острая кромка 19 с ровной поверхностью 20 врезаются в почву, а затем лемехами 14 и 15 отваливают почву (землю) в нужном направлении. Острая кромка 19 и ровная поверхность 20 с минимальной толщиной металлического листа самих лемехов 14 и 15 позволяют консольно отрезать почву с минимальными усилиями, а затем данную почву отламывать и отваливать изогнутой поверхностью 18 лемехов 14 и 15. Данная конструкция окучника уменьшает усилие по так называемому расклиниванию почвы и, соответственно, уменьшает силу трения поверхности окучника и других съемных инструментов о почву и увеличивает эффективность почвообрабатывающего комплекса.

Использование изобретения позволит повысить эффективность почвообрабатывающего комплекса с ручным приводом, расширить диапазон используемых физических возможностей человека при ручной обработке почвы и возделывании сельскохозяйственных культур, уменьшить в итоге затраты ручного труда и повысить качество обработки почвы и сельскохозяйственных культур, кроме того, уменьшаются транспортные габариты комплекса и улучшаются условия его транспортирования. Например, окучивание одним человеком огорода размером 30 соток посредством хорошо известной всем любителям-огородникам тяпки, составляет от 4-х до 6-ти дней, в зависимости от его физических возможностей, а посредством же данного почвообрабатывающего комплекса этот же огород можно окучить с гораздо меньшими затратами энергии и всего лишь за 5-6 ч. Такое же соотношение по эффективности при использовании почвообрабатывающего комплекса для выполнения других сельскохозяйственных операций в сравнении с тяпкой, а также в сравнении с аналогами.