RU2119732C1

RU2119732C1 - Spade

Info

Publication number: RU2119732C1
Application number: RU97111475A
Authority: RU
Inventors: Леонид Филиппович Пискун
Original assignee: Леонид Филиппович Пискун
Priority date: 1997-07-09
Filing date: 1997-07-09
Publication date: 1998-10-10

Abstract

FIELD: horticulture. SUBSTANCE: spade has blade, shank and handle. Spade blade and shank are rigidly interconnected by bracket. Lower part of bracket is pointed and upper part is provided with divisions. Spade handle is made conical, with taper decreasing upward as flexure moment is reducing. Such construction allows muscle force applied for soil digging to be reduced, number of worker's bents and squattings to be reduced. EFFECT: increased efficiency and convenience by reduced weight. 1 dwg

Description

Изобретение предназначено для вскапывания почвы при садовоогородных работах. The invention is intended for digging the soil during gardening work.

Существующий способ перекопки почвы лопатой состоит из следующих операций: установка полотна лопаты, заглубление полотна лопаты, отрыв пласта от монолита, подъем пласта, сброс его с полотна и дробление. The existing method of digging soil with a shovel consists of the following operations: installing a shovel blade, deepening a shovel blade, separating the formation from the monolith, lifting the formation, dumping it from the canvas, and crushing it.

При заглублении лопаты почва работает на сжатие, а при отрыве пласта - на разрыв. Сопротивление почвы на разрыв в 10-20 раз меньше, чем на сжатие /cм. Смирнягин А. Скальпель земледельца. Техника-молодежи, N 5, 1976, с 27-29/. Поэтому на заглубление полотна лопаты используется усилие ноги. When the shovel is deepened, the soil works for compression, and when the formation is torn, it works for tearing. The tensile strength of the soil is 10-20 times less than the compression / cm. Smirnyagin A. The scalpel of the farmer. Youth Technology, N 5, 1976, pp. 27-29 /. Therefore, the force of the foot is used to deepen the shovel blade.

В зависимости от принятой толщины пласта изменяются все характеристики процесса перекопки. Так, например, при уменьшении толщины пласта повышается качество рыхления почвы, но одновременно повышается количество циклов и затраты труда на заглубление полотна лопаты. Поэтому опытным путем была принята оптимальная толщина пласта, равная 65 мм, которой соответственно равно количество циклов на 1 м² поля -75, вес пласта 3,72 кгс, усилие на заглубление полотна в тяжелых почвах 32 - 40 кгс, усилие на отрыв пласта от монолита на черенке на высоте 1 м от поверхности поля 4,2 кгс.Depending on the accepted thickness of the reservoir, all the characteristics of the digging process change. So, for example, with a decrease in the thickness of the layer, the quality of loosening of the soil increases, but at the same time the number of cycles and labor costs for deepening the blade of the spade increase. Therefore, the optimum thickness of the formation equal to 65 mm was adopted experimentally, which, respectively, equals the number of cycles per 1 m ² field -75, the weight of the formation 3.72 kgf, the force to deepen the canvas in heavy soils 32 - 40 kgf, the force to break the formation from monolith on the handle at a height of 1 m from the field surface 4.2 kgf.

Процесс перекопки почвы начинается с установки режущей кромки полотна лопаты от края поля на глаз, что не позволяет прогнозировать затраты труда и соизмерять их со своими физическими возможностями, снижает качество перекопки почвы, и поле всегда бывает неровным. The process of digging the soil begins with the installation of the cutting edge of the shovel blade from the edge of the field by eye, which does not allow predicting labor costs and measuring them with their physical capabilities, reduces the quality of digging the soil, and the field is always uneven.

По ГОСТ 19596-87. Лопаты. ТУ. Садово-огородные лопаты снабжены цилиндрическими по форме черенками с небольшим конусным окончанием /у ручки/, изготовленными из пиломатериалов лиственных плотных пород 1-го сорта: береза, клен, ясень по ГОСТ 2695-83. According to GOST 19596-87. Shovels. TU. Garden shovels are equipped with cuttings of cylindrical shape with a small tapered end / at the handle / made of hardwood sawn timber of the 1st grade: birch, maple, ash according to GOST 2695-83.

Применяемые черенки характеризуются избыточным усилием изгибающего момента в средних сечениях черенка, что повышает их вес, а следовательно, и вес готового изделия. The used cuttings are characterized by excessive bending moment force in the middle sections of the handle, which increases their weight and, consequently, the weight of the finished product.

Используемые лопаты и их черенки не отвечают биомеханическим характеристикам человека, так как каждый выполняемый цикл сопровождается глубоким наклоном и приседанием работающего, что способствует развитию заболеваний позвоночника и ног /cм. Аруин А.С., Зациорский В.М. Эргономическая биомеханика. М.: Машиностроение, 1989, с. 112-113/. The used shovels and their shanks do not meet the biomechanical characteristics of the person, since each cycle performed is accompanied by a deep slope and squat of the worker, which contributes to the development of diseases of the spine and legs / cm. Aruin A.S., Zatsiorsky V.M. Ergonomic biomechanics. M.: Engineering, 1989, p. 112-113 /.

Известен изогнутый черенок, изобретенный дизайнерами шведской фирмы "Норбергс Редскап" и советскими новаторами /cм. журнал "Наука и жизнь" N 7 и N 11, 1989 г. в рубрике "На садовом участке"/. Согласно законам эргономики, такой черенок позволяет работать в зоне легкой досягаемости без глубоких наклонов. Known curved stalk invented by the designers of the Swedish company Norbergs Redskap and Soviet innovators / cm. Journal "Science and Life" N 7 and N 11, 1989 under the heading "On the Garden Plot". According to the laws of ergonomics, such a stalk allows you to work in the zone of easy reach without deep inclines.

Однако получить такую форму черенка можно лишь только используя металлические трубки или из дерева, используя сложную и дорогую технологию. However, to obtain such a shape of the handle is only possible using metal pipes or from wood, using complex and expensive technology.

Прототипом предложенного устройства по максимальному числу сходных признаков является специальная лопата /US патент N 5120098, кл. A 01 B 1/02, 1992 г. /, которая содержит полотно, кронштейн, тулейку и черенок. Полотно, кронштейн и тулейка изготовлены из единой листовой заготовки. Кронштейн имеет коробчатую жесткую форму и выполняет опорную функцию при подъеме пласта. Черенок изогнут вперед и имеет переменную форму. Нижняя часть черенка имеет прямоугольную форму, которая затем переходит в круглую. Прямоугольная форма черенка увеличивает момент сопротивления и служит мощным рычагом отрыва пласта. Однако известная конструкция может быть использована только на тяжелых почвах и на специальных работах. The prototype of the proposed device for the maximum number of similar features is a special shovel / US patent N 5120098, cl. A 01 B 1/02, 1992 /, which contains the canvas, bracket, tulle and stalk. The canvas, bracket and tulle are made of a single sheet blank. The bracket has a box-shaped rigid shape and performs a supporting function when lifting the formation. The handle is bent forward and has a variable shape. The lower part of the handle has a rectangular shape, which then turns into a round one. The rectangular shape of the handle increases the moment of resistance and serves as a powerful lever for the separation of the reservoir. However, the known design can only be used on heavy soils and in special works.

В задачу изобретения входило снижение величины мышечных усилий на перекопку почвы, снижение величины наклонов и приседаний, сохранение прежнего веса изделия. The objective of the invention was to reduce the amount of muscle effort to dig the soil, reduce the inclines and squats, maintaining the same weight of the product.

Существенными признаками изобретения являются:
- нижняя часть кронштейна заточена;
- на верхней части рычага нанесены деления, соответствующие значениям измеряемой толщины пласта;
- деревянный черенок имеет конусную форму по мере убывания изгибающего момента.The essential features of the invention are:
- the lower part of the bracket is sharpened;
- on the upper part of the lever markings are plotted corresponding to the values of the measured formation thickness;
- the wooden handle has a conical shape as the bending moment decreases.

Технический результат от использования устройства. The technical result from the use of the device.

Снижение мышечных усилий при заглублении полотна лопаты на 2 - 4 кгс в каждом цикле, благодаря возможности приложения осевого усилия ноги. Decrease in muscular efforts when deepening a cloth of a shovel on 2 - 4 kgfs in each cycle, thanks to a possibility of application of axial effort of a leg.

Снижение мышечных усилий, благодаря коленчатой форме лопаты, что позволяет захватывать черенок ниже /короткое плечо/, и нагрузка на руки снижается на 20%. Reduced muscle effort due to the cranked shape of the shovel, which allows you to grab the stalk below / short shoulder /, and the load on the hands is reduced by 20%.

Снижение величины наклонов и приседаний на 200 мм, благодаря коленчатой форме лопаты, так как черенок находится в зоне легкой досягаемости моторного поля работающего /cм. ГОСТ 22269-76 п. 2.1/. Reducing the inclines and squats by 200 mm, due to the cranked shape of the shovel, since the handle is in the easy reach of the working motor field / cm. GOST 22269-76 p. 2.1 /.

Повышение качества дробления почвы, благодаря надрезке пласта. Improving the quality of crushing of the soil, due to incision of the reservoir.

Возможность использования лопаты в качестве скребка, без глубокого наклона работающего. The ability to use a shovel as a scraper, without a deep tilt working.

Наличие кронштейна ограничивает сползание почвы назад, что расширяет сферу использования данной лопаты. The presence of the bracket limits the sliding of the soil back, which expands the scope of use of this shovel.

Данное техническое решение пригодно и для вил. This technical solution is also suitable for forks.

На чертеже изображен общий вид лопаты: две проекции и вид сверху /без черенка/. The drawing shows a General view of the shovel: two projections and a top view / without cuttings /.

Лопата состоит из полотна 1, например типа лопаты копательной остроконечной без тулейки. К полотну 1 под углом 10 - 12^o /как у садовоогородных лопат /жестко закреплен кронштейн 2 длиной примерно 185 мм, достаточной для размещения мужской подошвы. Нижняя часть кронштейна 2 заточена, примерно на 100 мм с учетом максимально возможной толщины пласта. На верхней части кронштейна 2 нанесены деления 3, соответствующие толщине пласта 50, 65, 100 и 140 мм. Второй конец кронштейна 2 жестко связан с тулейкой 4, в которую закрепляется черенок 5. С учетом прилагаемого изгибающего момента при отрыве пласта, черенок 5 должен иметь конусную форму тонким концом кверху по мере убывания изгибающего момента. Такую форму имеют естественные аналоги лиственного дерева /например береза/. При замерах стволов молодой березы на 1000 мм длины, средние размеры диаметра уменьшаются на 10 - 12 мм, т.е. конусность составляет от 1:100 до 1:83. Такой черенок можно использовать готовый или выточить механическим способом.The shovel consists of a blade 1, for example, a type of spade digging pointed without a sleeve. To the blade 1 at an angle of 10 - 12 ^o / as in garden shovels / bracket 2 is rigidly fixed to a length of approximately 185 mm, sufficient to accommodate the male sole. The lower part of the bracket 2 is sharpened, approximately 100 mm, taking into account the maximum possible thickness of the formation. On the upper part of the bracket 2, divisions 3 are applied, corresponding to a thickness of 50, 65, 100 and 140 mm. The second end of the bracket 2 is rigidly connected with the sleeve 4, in which the stalk 5 is fixed. Considering the applied bending moment when the formation is torn off, the stalk 5 should have a conical shape with the thin end up as the bending moment decreases. This form has natural analogs of deciduous tree / for example birch /. When measuring trunks of young birch for 1000 mm in length, the average diameter is reduced by 10 - 12 mm, i.e. taper is from 1: 100 to 1:83. Such a stalk can be used ready-made or machined mechanically.

Процесс работы с лопатой. The process of working with a shovel.

Глядя на деления 3 установить режущую кромку полотна от края поля /делянки/. Установить полотно лопаты 1 под удобным углом наклона 10 - 12^o к вертикали. При этом черенок 5 станет вертикально, таким образом снижается величина приседаний работающего. После этого правую ногу устанавливают по осевой линии кронштейна 2 и, наступая подошвой на полотно лопаты и кронштейн, заглубляют полотно лопаты в грунт. При этом заточенная часть кронштейна 2 доходит до грунта и надрезает пласт. Нажимая на черенокб 5 отрывают пласт от монолита и полотно 1 с отделенным пластом поднимается над почвой незначительно. Затем с помощью черенка 5 производят опрокидывание полотна 1 и возврат полотна в исходное положение. При подъеме полотна 1 черенок 5 будет находиться выше на 200 мм, чем у аналогов и прототипа, и можно захватывать черенок 5 ближе к полотну. Плечо будет меньше, следовательно, и затраты труда будут меньше /см. журнал "Здоровье" N 3, 1989 г. и Аруин А.С. Зациорский В.М. Эргономическая биомеханика. Глава 3 //Биомеханика работы стоя. М:Машиностроение, 1989, с. 95-120/. Такую лопату удобно использовать как скребок для подрезки сорной растительности или скалывания наледи без глубокого наклона работающего. Такое техническое решение пригодно и для крепления вил, используемых при перекопке садовых участков.Looking at the division 3 to establish the cutting edge of the blade from the edge of the field / plot /. Set the shovel blade 1 at a convenient angle of inclination 10 - 12 ^o to the vertical. At the same time, the handle 5 will become vertical, thus reducing the amount of squats working. After that, the right leg is installed along the axial line of the bracket 2 and, stepping on the sole with the sole on the shovel blade and the bracket, the shovel blade is buried in the ground. In this case, the sharpened part of the bracket 2 reaches the soil and cuts the formation. By clicking on the handle 5, the formation is separated from the monolith and the sheet 1 with the separated formation rises slightly above the soil. Then, using the handle 5, the sheet 1 is tipped over and the sheet is returned to its original position. When lifting the blade 1, the handle 5 will be 200 mm higher than that of the analogues and the prototype, and you can grab the handle 5 closer to the blade. The shoulder will be less, therefore, labor costs will be less / cm. Journal "Health" N 3, 1989 and Aruin A.S. Zatsiorsky V.M. Ergonomic biomechanics. Chapter 3 // Biomechanics of standing work. M: Engineering, 1989, p. 95-120 /. It is convenient to use such a shovel as a scraper for cutting weed vegetation or chipping ice without a deep slope of the worker. This technical solution is also suitable for fastening forks used when digging garden plots.

Также возможен и резьбовой вариант крепления тулейки с кронштейном, который позволяет использовать два положения тулейки: вертикальное и горизонтальное. При горизонтальном положении тулейки лопата может использоваться как мотыга /см. журнал "Моделист-конструктор" N 8, 1991, с. 6/. КПД мотыги возрастает т.к. центр масс приближается к полотну /см. Аруин А.С., Зациорский В. М. Эргономическая биомеханика. М.: Машиностроение, 1989, с. 30, 31/. Экономия сил при заглублении полотна лопаты в среднем на 1 м² поля 150 - 300 кгс. Вес предлагаемой лопаты по сравнению с обычной не изменится потому, что повышение веса за счет кронштейна компенсируется снижением веса черенка.It is also possible and threaded version of mounting the sleeve with a bracket, which allows you to use two positions of the sleeve: vertical and horizontal. With the horizontal position of the tulle spade can be used as a hoe / cm. Magazine "Modeller-constructor" N 8, 1991, p. 6 /. The efficiency of the hoe increases as the center of mass approaches the canvas / cm. Aruin A.S., Zatsiorsky V.M. Ergonomic biomechanics. M.: Engineering, 1989, p. 30, 31 /. Saving forces when deepening the shovel blade on average per 1 m ² field 150 - 300 kgf. The weight of the proposed shovel will not change compared to the usual one because the increase in weight due to the bracket is compensated by the decrease in the weight of the handle.

Claims

A shovel containing a blade, tulle and stalk, and the blade and tulle are rigidly interconnected by means of a bracket, characterized in that the lower part of the bracket is sharpened and divisions are applied to the upper part of the bracket, in addition, the stem has a conical shape that decreases upward as it decreases bending moment.