РУЧНОЙ КУЛЬТИВАТОР

Полезная модель относится к сельскохозяйственным ручным орудиям с зубьями, а более конкретно, к ручным культиваторам.
Уровень данной области техники характеризует ручное орудие для обработки почвы по патенту RU 2230443, А01В 1/06, 2002 г., которое содержит укрепленный на черенке посредством державки рабочий орган с параллельным режущим инструментом в виде лемеха.
Это орудие просто по конструкции, но трудоемко в эксплуатации так как требует больших тяговых усилий при культивации почвы и которое характеризуется низкой эффективностью, потому что только локализует бороздками поверхность почвы без достаточного ее рыхления.
Более совершенным является устройство для обработки почвы, описанное в патенте RU 2252515, А01В 1/04, 2004 г., которое обеспечивает возможность с помощью ножной педали поворачивать отделенный зубьями пласт почвы.
Устройство включает ряд параллельных зубьев, связанных поперечной перемычкой, которая жестко скреплена со стойками, несущими поперечную ручку.
Перемычка рабочих зубьев на стойках смонтирована шарнирно и жестко рычагами соединена с педалью, оснащенной рядом опорных зубцов, закрепленных на раме, необходимых для фиксирования инструмента на почве.
Педаль эластичной тягой связана с поперечной ручкой. Конструкция представляет собой своеобразный пантограф.
В работе устройство, удерживая за поперечную ручку, устанавливают зубцами на поверхности почвы, а затем ногой нажимают на раму, внедряя в почву опорные зубцы и рабочие зубья.
После этого нажимают ногой на педаль, которая через перемычку воздействует на зубья, в результате чего примыкающий грунт выбрасывается наверх.
Механические нагрузки на мышцы и корпус человека при работе с описанным устройством распределены, снижая утомляемость, однако его недостатком является неудовлетворительное качество по удалению сорняков, так как их корни не извлекаются, а почва фрагментируется, но не рыхлится.
Отмеченные недостатки аналогов устранены в ручном культиваторе, который по технической сущности и числу совпадающих признаков выбран в качестве наиболее близкого аналога (см. патент RU 2153787, А01В 1/06, 1/00, 2000 г.).
Известный ручной культиватор содержит раздвижную рукоятку, жестко связанную с телескопическим черенком (стержнем), на котором монтируется рабочий орган, выполненный в виде пространственно распределенных спиральных зубьев, представляющих собой парные, параллельно направленные спирали разного радиуса.
Рукоятка выполнена S-образной формы и асимметрично закреплена на вертикальном черенке под углом к горизонту, образуя большее плечо для ведущей руки пользователя.
При этом для леворуких людей предусмотрен вариант выполнения рабочего органа с направлением спирали зубьев против часовой стрелки.
Соединение рабочего органа с черенком культиватора выполнено с возможностью относительного продольного перемещения для изменения его высоты, чтобы адаптировать культиватор к антропометрическим данным конкретного пользователя. Выбранное взаиморасположение рабочего органа на черенке фиксируется резьбовым фиксатором.
Устанавливая рабочий орган на обрабатываемый участок почвы, устройство за рукоятку поворачивают вокруг продольной оси, заглубляя зубья в грунт.
После этого, встряхнув культиватор, производят рыхление локализованного рабочим органом пласта почвы, обнажая подсеченные спиральными зубьями корни сорняков, которые легко извлекаются из почвы.
Далее культиватор переставляют на новое место и повторяют производительные манипуляции.
Однако, продолжением достоинств известного ручного культиватора являются присущие недостатки.
Регулировка длины поворотной рукоятки и несущего рабочий орган черенка посредством резьбовых фиксаторов функционально ненадежна из-за того, что в процессе работы они могут произвольно отвинчиваться, что приводит к потере жесткости конструкции.
Мелкая резьба фиксатора рабочего инструмента по определению забивается песком грунта, ограничивая свободу переналадки длины крепления рабочего органа без специального инструмента, поэтому изменение длины телескопического культиватора трудоемко.
Технологическая сложность изготовления парных зубьев разной кривизны, положительно влияющих на эффективность рыхления, является неадекватной в удельном повышении трудозатрат и потребительской стоимости культиватора.
При этом повышаются усилия, необходимые на поворот в грунте удвоенного числа пространственно разнесенных зубьев, что не под силу большей части пользователей.
S-образная форма поворотной рукоятки не выполняет декларированных в изобретении преимуществ по распределению нагрузок. Напротив, несимметричное приложение в работе поперечных усилий на позвоночник может служить причиной смещения позвонков, защемления нервных окончаний с характерными травмами и заболеваниями.
Вариант выполнения рукоятки и рабочего органа для леворуких людей в случае, когда культиватор приводится в действие обеими руками симметрично, имеет чисто рекламную цель, практически не обеспечивая ощутимых удобств и преимуществ.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является создание простой конструкции ручного культиватора, более технологичного в изготовлении, мобильного в сборке и переналадке, то есть функционально надежного и универсального.
Требуемый технический результат достигается тем, что в известном ручном культиваторе, рукоятка которого фиксатором жестко связана с телескопическим трубчатым черенком, несущим рабочий орган в виде распределенных спиральных зубьев, закрепленных на коаксиально совмещаемом с черенком патрубке, установленном с возможностью относительных продольных перемещений, согласно изобретению, патрубок рабочего органа, спиральные зубья которого в плане образуют замкнутый профиль геометрически замкнут с трубчатым черенком фиксатором в форме болта, установленного в сквозном поперечном отверстии патрубка и в одном из, как минимум двух, монтажных отверстий черенка, разнесенных по его длине от торца.
Отличительные признаки обеспечили повышение функциональной надежности универсальному ручному сельскохозяйственному орудию, простой конструкции, удобной в эксплуатации и переналадке, более эффективному по назначению.
Связь патрубка рабочего органа с трубчатым черенком посредством болтового соединения создает их геометрическое замыкание в жестком конструктивном единстве.
Установка фиксирующего болта в сквозном поперечном отверстии патрубка и в монтажных отверстиях черенка является простейшим и надежным техническим решением создания быстроразъемного соединения, пригодного для мобильной переналадки обывателем в домашних условиях.
Подвижная в продольном направлении взаимосвязь патрубка с рабочим органом и трубчатого черенка создает возможность телескопического трансформирования инструмента, обеспечив ему универсальность.
Формообразование распределенными спиральными зубьями рабочего органа замкнутого профиля в плане снижает нагрузки при рыхлении почвы, обеспечив качество работ без переворачивания обрабатываемого пласта.
При повороте рукоятки на 40-50° вокруг продольной оси инструмента спиральные зубья локализуют пласт грунта полного круга, который возможно рыхлить встряхиванием, обнажая корни сорняков.
Наличие разнесенных по длине трубчатого черенка ряда монтажных отверстий расширяет функциональные возможности по видам сельхозработ и адаптивное соответствие антропометрическим данным различных людей, использующих предложенный ручной культиватор.
Следовательно, каждый существенный признак необходим, а их совокупность в устойчивой взаимосвязи являются достаточными для достижения новизны качества, неприсущей признакам в разобщенности, то есть поставленная техническая задача решается не суммой эффектов, а новым сверхэффектом суммы признаков.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, который имеет чисто иллюстративную цель и не ограничивает объема притязаний совокупности существенных признаков формулы. На чертеже изображены:
на фиг.1 - общий вид культиватора;
на фиг.2 - вид по стрелке А на фиг.1;
на фиг.3-вид Б на фиг.1, повернуто.
Рабочий орган культиватора представляет собой спиральные стержни 1 (зубья), распределенные вокруг торца несущего патрубка 2, к которому они приварены, образуя замкнутую фигуру в плане (фиг.2), близкую к окружности, с частичным взаимным перекрытием профиля.
Это необходимо для эффективной и производительной работы по назначению, когда при повороте патрубка 2 на четверть оборота спиральные зубья 1 суммарно описывают полный круг.
На свободном конце патрубка 2 выполнено сквозное отверстие 3 под болт 4, посредством которого осуществляется фиксирование совмещенного с патрубком 2 трубчатого черенка 5.
Патрубок 2 устанавливается внутри трубчатого черенка 5 по ходовой посадке, что обеспечивает их плотное примыкание.
На соединяемом конце черенка 5 выполнен продольный ряд монтажных отверстий 6 (не менее двух) для позиционирования патрубка 2 на разной длине совмещения с черенком 5, что необходимо по эргономическим соображениям для удобства эксплуатации людьми разного роста или при выполнении работ в стесненных условиям.
Таким образом, телескопическая сборная державка (5-2) рабочего органа легко трансформируется на различную длину.
Выбранное относительное положение патрубка 2 в черенке 5 фиксируется размещаемым в соответственно отверстиях 3 и 6 болтом 4, на который наворачивают крепежную гайку 7.
К верхнему торцу черенка 5 приварена нормально расположенная трубчатая рукоятка 8, на которой укреплены резиновые ручки 9 или гофрированная трубка для той же цели удобного захвата (условно не показано).
Используется ручной культиватор для рыхления почвы и удаления сорняков.
Инструмент зубьями 1 ударно внедряют в почву на необходимую глубину (при необходимости можно надавить ногой сверху). Затем за обе ручки 9 рукоятки 8 рабочий орган через черенок 5 и связанный с ним патрубок 2 поворачивают вокруг продольной оси на четверть оборота, устанавливая его нормально груди работающего.
При этом спиральные зубья 1 врезаются вглубь и в сторону их наклона, формируя автономный круглый пласт почвы, который при встряхивании устройства разделяется на части, как минимум по числу зубьев 1.
Происходит рыхление почвы без переворота сформированного пласта, при этом обнажаются корни сорняков, которые удаляются вручную, а земляные черви остаются невредимыми.
Далее инструмент переставляют на соседний участок и повторяют вышеописанный порядок действий.
Произвольная перемена положения рук на рукоятке 8 и наклона торса работающего в пояснице (при периодическом изменении высоты держателя рабочего органа культиватора) обеспечивают равномерное распределение нагрузок на мышцы, снижая тем самым утомляемость.
Испытания опытных образцов предложенного ручного культиватора подтвердили его удобство в эксплуатации по назначению и необходимое качество работ.
Предложенная простая конструкция ручного культиватора технологична в изготовлении на действующем оборудовании механического производства, удобна в сборке и переналадке, что определяет ее потребительский спрос частного предпринимателя и дачников.
Проведенный сопоставительный анализ предложенного технического решения с выявленными аналогами уровня техники показал, что полезная модель не известна, а с учетом возможности промышленного серийного изготовления ручных культиваторов, можно сделать вывод о ее соответствии критериям патентоспособности.