УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОПАНИЯ И РЫХЛЕНИЯ ЗЕМЛИ
DEVICE FOR SOIL DIGGING AND LOOSENING

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к сельскохозяйственному оборудованию и инструменту, и предназначено для копания и рыхления земли.
Известны орудие для извлечения сорняков и/или прополки и способ извлечения сорняков и/или прополки [1]. Орудие для извлечения сорняков содержит закрепленные на общей рукоятке два зубца, погружаемые в почву вокруг сорняка. Один зубец гладкий, а на другом имеется по крайней мере один крючкообразный выступ, загнутый от его свободного конца в пространство между зубцами. Этим крючкообразным выступом прокалывают или зацепляют сорняк за корень, а затем орудие одновременно поворачивают, наклоняют и вытягивают из почвы.
Недостатками данного технического решения являются:
- низкая эффективность и производительность при копании и рыхлении земли;
- требуются большие усилия при производстве работ.
Наиболее близким техническим решением является устройство для копания земли [2]. Устройство снабжено рамой, которая выполнена в виде двух шарнирно соединенных между собой верхней и нижней частей. Верхняя часть рамы в передней части имеет поперечину для перемещения по ней черенка лопаты, а черенок лопаты - кронштейн для ноги. Рычажный механизм установлен на раме.
Недостатками данного технического решения являются:
- относительная дороговизна конструкции;
- требуются большие усилия при производстве работ;
- невозможность регулирования прикладываемого усилия удлинением черенка в зависимости от физико-механических характеристик земли.
Цель изобретения - уменьшение физической нагрузки на оператора при копании и рыхлении земли ручной лопатой.
Поставленная цель достигается это тем, что у устройства для копания и рыхления земли (фиг.1, 2, 3), включающего рычажный механизм и лопату с черенком, лопата соединена с телескопическим черенком, который вставлен в патрубок. Телескопический черенок в патрубке находится свободно и может перемещаться вдоль своей длины и вращаться вокруг своей оси. На телескопическом черенке установлена муфта, фиксирующая глубину заглубления лопаты h. Между патрубком и муфтой установлена возвратная пружина длиной B. Таким образом, надавливая ногой на кронштейн лопаты, она заглубляется в землю на глубину установки муфты. Далее оператор рычажным механизмом, то есть телескопическим черенком, который опирается на опорный и передвижной механизм, поднимает землю и переворачивает. Опорный и передвижной механизм (фиг.5) состоит из рамы с колесами, вращающимися вокруг оси. Прикладываемое усилие на черенок (фиг.8) при этом значительно уменьшается и зависит от отношения длины плеч:
1
1
2
2
F·l=F·l;
,
1
2
1
2
где F - усилие, прикладываемое оператором к черенку; F - подъемная сила; l - плечо усилия, прикладываемого оператором к черенку; l - плечо подъемной силы.
a
Телескопический черенок может удлиняться перемещением рукоятки (фиг.6) и тем самым увеличивать свое плечо, что будет облегчать работу оператора. Положение рукоятки на черенке фиксируется винтом, который проходит через отверстие черенка. Положение муфты на телескопическом черенке фиксируется упорным винтом (фиг.7). После выполнения операции копания возвратная пружина приводит лопату в исходное положение. Для облегчения вдавливания лопаты в землю она является острозубой. Ширина лопаты  зависит от твердости земли. В комплект оборудования устройства входят лопаты разной длины и могут меняться в зависимости от твердости земли. Место закрепления телескопического черенка к кронштейну лопаты может перемещаться для удобства производства работ.
На фиг.1 изображено устройство для копания и рыхления земли, общий вид; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.3 изображено устройство для копания и рыхления земли с заглубленной лопатой в землю, общий вид; на фиг.4 - лопата, общий вид; на фиг.5 - опорный и передвижной механизм; на фиг.6 изображен телескопический черенок; на фиг.7 - разрез А-А на фиг.2; на фиг.8 изображена расчетная схема работы устройства для копания и рыхления земли.
Устройство состоит из лопаты 1 с кронштейном 2 для копания и рыхления земли 3. Лопата 1 соединена с телескопическим черенком 4, который вставлен в патрубок 5. На телескопическом черенке 4 установлена муфта 6, фиксирующая глубину заглубления лопаты 1. Между патрубком 5 и муфтой 6 установлена возвратная пружина 7. Опорный и передвижной механизм состоит из рамы 8 с колесами 9, вращающимися вокруг оси 10. Телескопический черенок 4 может удлиняться перемещением рукоятки 11 и фиксироваться винтом 12, проходящим через отверстие 13 черенка 4. Положение муфты 6 на телескопическом черенке 4 фиксируется упорным винтом 14
Устройство для копания и рыхления земли работает следующим образом. Лопата 1 через кронштейн 2 соединена с телескопическим черенком 4, который вставлен в патрубок 5 (фиг.1, 2). Телескопический черенок 4 в патрубке 5 находится свободно и может перемещаться вдоль своей длины и вращаться вокруг своей оси. На телескопическом черенке 4 установлена муфта 6, фиксирующая глубину заглубления лопаты h (фиг.1). Между патрубком 5 и муфтой установлена возвратная пружина 7 длиной В. Таким образом, надавливая ногой на кронштейн 2 лопаты 1, она заглубляется в землю 3 на глубину установки муфты 6. Далее оператор рычажным механизмом, то есть телескопическим черенком 4, который опирается на опорный и передвижной механизм, поднимает землю 3 и переворачивает. Опорный и передвижной механизм с жестко закрепленным патрубком состоит из рамы 8 с колесами 9, вращающимися вокруг оси 10 (фиг.5). Прикладываемое усилие на телескопический черенок 4 при этом значительно уменьшается и зависит от отношения длины плеч (фиг.8):
1
1
2
2
F·l=F·l;
,
1
2
1
2
где F - усилие, прикладываемое оператором к черенку; F - подъемная сила; l - плечо усилия, прикладываемого оператором к черенку; l - плечо подъемной силы.
Телескопический черенок 4 может удлиняться (фиг.6) перемещением рукоятки 11 и тем самым увеличивать свое плечо, что будет облегчать работу оператора. Положение рукоятки 11 на телескопическом черенке 4 фиксируется винтом 12, который проходит через отверстие черенка 13. Положение муфты 6 на (фиг.7). телескопическом черенке 4 фиксируется упорным винтом 14. После выполнения одно цикла операции копания возвратная пружина 7 приводит лопату 1 в исходное положение. Для облегчения вдавливания лопаты 1 в землю она является острозубой. Ширина лопаты а зависит от твердости земли (фиг.4).
Предлагаемое техническое решение имеет широкий диапазон применения в зависимости от твердости земли, эффективнее аналогов и является более экономичным.
Источники информации
1. Патент Российской Федерации №2066096, МКИ A01B 1/16. Орудие для извлечения сорняков и/или прополки и способ извлечения сорняков и/или прополки. / Чи-Чианг Ли. Заяв. 24.08.1993; опубл. 10.09.1996 (аналог).
2. Патент Российской Федерации №2180162, МКИ A01B 1/00, A01B 1/02. Устройство для копания земли. / Сафонов Н.С. Заяв. 10.11.1998; опубл. 10.03.2002 (Прототип).