Результат интеллектуальной деятельности: Секатор для среза и съема лозы хмеля со шпалерной проволоки

Изобретение относится к сельскохозяйственной технике, предназначено для обрезки ветвей деревьев и кустарников, в частности, для среза и съема лозы хмеля со шпалерной проволоки.

Известен секатор [1] для обрезки ветвей деревьев и кустарников, который содержит режущий нож, шарнирно соединенный с противорежущим ножом. Режущий и противорежущий ножи связаны с подпружиненными рычагами, а противорежущий нож жестко соединен со штангой. Режущий нож связан с приводом посредством тяги. Привод включает а себя установленные в корпусе якорь и электромагнитную катушку. Якорь посредством упругой мембраны связан с тягой привода режущего ножа. Корпус выполнен с патрубком, подпружиненным пружиной в сторону рабочего хода секатора. На патрубок надета штанга, внутри которой размещены пружина и тяга. Пружина опирается в ограничитель ее хода, смонтирована внутри штанги. На патрубке выполнена лыска, взаимодействующая с гашеткой, размещенной, на штанге. Под гашеткой установлена кнопка для замыкания контактов. Катушка подключена последовательно к сети переменного тока посредством кнопки.

Секатор данной конструкции обладает рядом существенных недостатков, которые заключаются в следующем. Для питания катушки привода режущего ножа требуется источник переменного тока, что весьма проблематично в полевых условиях. Так как применение секатора по назначению возможно только при наличии источника тока, он не является автономным, его применение ограничено длиной питающего кабеля, длина которого во многих случаях создает дополнительные затруднения при использовании секатора. Наличие электрического в приводе секатора создает опасность поражения током, особенно в сырых условиях и при осадках в виде дождя и снега. Ветки, срезанные секатором при обрезке высоких деревьев и кустарников, падая под действием силы тяжести, представляют дополнительную опасность обслуживающему персоналу. При падении срезанные ветки могут травмировать персонал, так как в конструкции секатора не заложен механизм удержания срезанной ветки и ее контролируемого спуска на почву. Также наличие в конструкции секатора электрического привода снижает его надежность и требует дополнительной подготовки обслуживающего персонала.

Наиболее близким по технической сущности к предполагаемому изобретению является секатор [2], который может быть применен для обрезки деревьев и кустарников и содержащий два ножа, один из которых связан со штангой, второй нож связан с тросом привода. Секатор выполнен в виде складных трубчатых стержней, шарнирно соединенных между собой посредством обойм с проушинами, соединенными попарно с штифтами. Причем, между внутренними проушинами на осях установлены ролики, выступающие за внутренний диаметр трубчатых секций. На противоположной стороне обойм укреплен П-образный фиксатор. Второй нож посредством троса связан с поворотным рычагом рукоятки. Секатор в сложенном состоянии предназначен для обрезки кустарников, а в разложенном - высоких деревьев. Перед работой ножи располагают под заданным углом к штанге так, чтобы, не нагибаясь, было бы удобно срезать поросль. При нажатии на рычаг трос передает перемещение второму ножу, который смыкается с первым ножом и производится срез. Существенным недостатком секатора данной конструкции является то, что для изменения высоты среза применен складной механизм, который усложняет конструкцию секатора, делает его более сложным, менее удобным, требует дополнительного времени для настройки секатора на нужную высоту среза. К тому же, складная конструкция изменения высоты среза лишает возможности ее плавного изменения. Также известно, что чем сложнее конструкция устройства, тем ниже ее надежность. Данный секатор позволяет выполнить только одну операцию - срезание ветки, удержание срезанной ветки и ее контролируемый спуск на почву конструкцией секатора не предусмотрено. Безконтрольное падение срезанной ветки повышает травмоопасность применения данного секатора.

Таким образом, секаторы известных конструкций обладают узкой функциональной возможностью, позволяют выполнить только одну операцию - срезание ветки, удержание срезанной ветки и тем более ее контролируемый спуск в их конструкции не предусмотрен.

Целью изобретения является разработка секатора с расширенными функциональными возможностями, а именно срезание плодоносящей части лозы хмеля и ее контролируемый спуск для дальнейшей обработки. Кроме того, оставшаяся часть лозы способствует дальнейшему развитию подземной части растения, укрепляет его и подготавливает к следующему урожаю.

На фиг. 1 приведен общий вид штанги секатора и приняты следующие обозначения: 1 - секция верхняя, 2 - секция нижняя, 3 - рукоятка поворота штанги, 4 - основание штанги сферическое, 5 - конус фиксирующий, 6 - крюк фиксации секатора на шпалерной проволоке, 7 - паз продольный.

На фиг. 2 приведена структурная схема режущего узла и приняты следующие обозначения: 8 - поддержка стебля лозы хмеля, 9 - режущие элементы, 10 - ось крепления режущих элементов, 11 - трос привода режущих элементов, 12 - фиксатор режущих элементов 13 - ось фиксатора режущих элементов, 14 - пружина.

На фиг. 3 приведена структурная схема узла захвата стебля лозы хмеля, и приняты следующие обозначения: 15 - зажим плоский, 16 - иглы фиксирующие, 17 - ось крепления зажимов, 18 - пружина, 19 - фиксатор зажимов, 20 - трос привода зажимов, 21 - ось фиксатора зажимов, 22 - стебель лозы хмеля.

На фиг. 4 приведен узел плавного перемещения ползуна вдоль штанги по высоте и приняты следующие обозначения: 23 - узел резания поддержки хмеля, 24 - узел захвата стебля лозы хмеля, 25 - ползун, 26 - трос привода ползуна.

Вся конструкция секатора собрана на телескопической штанге (фиг. 1), состоящей из верхней секции 1 и нижней секции 2. Телескопическая конструкция штанги позволяет регулировать высоту в соответствии высотой расположения продольных шпалерных проволок, так как в хмелеводстве применяют несколько разновидностей шпалер [3, стр. 86-89], которые подразделяются на три группы: высокие (6-7 м), средние (5-6 м), и низкие (ниже 5 м). Крепление верхней секции 1 относительно нижней секции 2 можно осуществить, например, с помощью винта или штифта или другим способом, для упрощения крепление не показано, а отмечено только штрих - пунктиром. На нижней секции сбоку установлена рукоятка 3 поворота штанги, облегчающая работу оператора в процессе ориентации секатора относительно лозы хмеля в горизонтальной плоскости, которую необходимо снять со шпалерной проволоки. Закрепленные на нижнем торце нижней секции 2 сферическое основание 5 и фиксирующий конус, позволяют фиксировать секатор относительно лозы хмеля, которую необходимо снять со шпалерной проволоки, это с одной стороны, с другой - ориентировать секатор относительно снимаемой лозы в вертикальной плоскости. Наличие рукоятки 3 поворота штанги, сферического основания 4 и фиксирующего конуса 5, повышает устойчивость секатора в процессе применения и увеличивают его степень свободы, как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях. Это повышает удобство ориентации секатора относительно удаляемой лозы хмеля. На верхнем конце верхней секции 1 установлен крюк 6 фиксации секатора на шпалерной проволоке. Через продольный паз 7 на верхней секции 1 пропускается трос перемещения ползуна 25 (фиг. 4) вдоль штанги вверх или вниз.

Конструктивно режущий узел состоит из двух режущих элементов 9, установленных на оси 10 крепления (фиг. 2). Фиксатор 12 качается на оси 13 и когда находится в положении, указанном на фиг. 2, режущие элементы находятся в открытом положении и между ними находится поддержка 8 хмеля. При этом пружина 14 находится в растянутом положении. С помощью гибкого троса 11 фиксатор 12 выводят из первоначального положения и под воздействием пружины 14 поддержка хмеля срезается.

Режущий узел 23 (фиг. 4) закреплен с верхней стороны ползуна 25, его структурная схема представлена на фиг. 2 и работает следующим образом. При нахождении ползуна внизу, на расстоянии от поверхности земли, удобном для работы оператора, с помощью фиксатора 12 режущие элементы 9 устанавливают в открытом положении. Режущие элементы закреплены на оси 10. Фиксатор 12 качается на оси 13, пружина 14 при этом, находится в растянутом положении. На фиг. 2 показано положение фиксатора 12 в положении, когда режущие элементы открыты. В таком положении режущие элементы 9 заводятся к поддержке 8. Поддержки 8 изготавливают из проволоки диаметром 1,0-1,2 мм или из капроновой нити или из другого материала [4, стр. 117]. С помощью троса 11 фиксатор выводится из первоначального положения (когда режущие элементы открыты) и растянутая пружина 14 сжимается и происходит процесс резания поддержки 8. В принципе, режущий узел может быть различной конструкции. На схеме показана принципиальная упрощенная схема работы режущего узла.

Конструктивно узел захвата стебля (фиг. 3) состоит из двух плоских зажимов 15, расположенных на оси 17 крепления плоских зажимов. На внутренней стороне зажимов установлены в шахматном порядке фиксирующие иглы 16, которые при закрытии зажимов 15 внедряются в тело стебля 22 лозы хмеля и фиксируют его неподвижно. В начале, с помощью фиксатора 19 плоские зажимы устанавливают в открытом положении, при этом пружина 18 сжимается (на фиг. 3 показано закрытое положение зажимов). Фиксатор 19 качается на оси 21. С помощью гибкого троса 20 фиксатор 19 выводят из первоначального положения и под действием пружины 18 плоские зажимы закрываются и с помощью игл 16 фиксируют неподвижно стебель 22 лозы хмеля.

Следующим важным узлом секатора является узел захвата стебля лозы хмеля, его структурная схема представлена на фиг. 3. Он закреплен с нижней стороны ползуна 25 (фиг. 4) и обозначен позицией 24. Узел работает следующим образом. При нахождении ползуна 25 внизу, на расстоянии от поверхности земли, удобном для работы оператора, с помощью фиксатора 19 плоские зажимы 15 устанавливают в открытом положении (на фиг. 3 фиксаторы показаны в закрытом положении), то есть, когда фиксирующие иглы 16 вонзились в тело стебля 22 лозы хмеля. Для открытия зажимов прижимают пружину 18 и фиксатор 19 удерживает плоские зажимы 15 в открытом положении. Фиксатор 19 качается на оси 21, а плоские зажимы 16 установлены на оси 17. Аналогично режущему узлу узел захвата 24 (при открытом положении плоских зажимов 15) подводится к стеблю 22 лозы хмеля. С помощью троса 20 фиксатор 19 выводится из первоначального положения (когда плоские зажимы открыты) и сжатая пружина 18 разжимается и происходит процесс захвата стебля лозы хмеля. Наличие фиксирующих игл 16 позволяет надежно закрепить лозу хмеля в захвате.

Так как плоскости симметрии режущего узла 23 и узла захвата 24 лежат на одной вертикальной плоскости, и их оси соответственно 9 и 17 лежат на одной вертикальной оси, то процесс ориентации и подвода узла резания относительно поддержки стебля лозы и узла захвата относительно стебля лозы происходит одновременно. Но сначала фиксируется неподвижно стебель лозы на захвате, для чего с помощью троса 20 (фиг. 3) фиксатор 19 выводится из первоначального положения. Затем только выполняют процесс резания поддержки стебля хмеля, для чего с помощью троса 11 (фиг. 2) фиксатор 12 выводится из первоначального положения.

На фиг 4 показан ползун 25, с закрепленными на нем узлом резания 23 и узлом захвата 24. Трос 26 служит для перемещения ползуна вниз после закрепления лозы хмеля на узле захвата 24 и последующей обрезки поддержки стебля лозы хмеля, затем для перемещения ползуна вверх для снятия очередной лозы хмеля. На фиг. 4 также видно, что верхний и нижний плоскости (поверхности) ползуна 25 параллельны между собой и расположены перпендикулярно к оси штанги секатора. Это значит, что режущий узел и узел захвата стебля хмеля расположены в перпендикулярной относительно оси штанги плоскости.

Секатор применяется следующим образом. В зависимости от высоты расположения шпалерных проволок хмельника и от их зависания устанавливают высоту секатора путем перемещения верхней секции 1 вдоль нижней секции 2. Как показывает практика использования плантаций хмеля, продольные проволоки зависают между столбами в их середине длины, образуя стрелу прогиба. Поэтому, расстояние до земли у стрелы прогиба всегда меньше, чем у столбов. Затем, оператор устанавливает секатор на земле рядом с лозой и с помощью конуса 5 фиксирует секатор на почве, что придает секатору устойчивость при использовании и облегчает его ориентацию относительно лозы в процессе захвата лозы и последующей обрезке поддержки лозы. При этом ползун 25 находится внизу. С помощью фиксатора 12 (фиг. 2) и фиксатора 19 (фиг. 3) устанавливают в открытое положение соответственно режущие элементы 9 и зажимы 15. С помощью троса 26 красного цвета (фиг. 4) поднимают ползун вверх до тех пор, чтобы механизм захвата не превысил верхний конец стебля лозы хмеля. Затем, ориентируют ползун 25 относительно лозы хмеля в вертикальном пространстве так, чтобы поддержка хмеля и стебель лозы оказались внутри зоны режущих элементов 9 (фиг. 2) и плоских зажимов (фиг. 3). Сначала, с помощью троса 20 зеленого цвета фиксатора 19 производят захват и фиксацию стебля 22 лозы хмеля, затем, с помощью троса 11 синего цвета и 12 фиксатора проводят обрезку поддержки 8 лозы хмеля. С помощью троса 26 красного цвета плавно опускают лозу хмеля на землю и отцепляют стебель лозы от захвата 24. При сильном ветре, секатор можно зацепить с помощью крюка 6 (фиг. 1) за шпалерную проволоку. При отсутствии ветра крючком можно не пользоваться. Затем переходят к следующей лозе и ее таким же образом снимают со шпалерной проволоки.

Технический эффект заключается в расширении функциональных возможностей секатора, снижении повреждаемости и засоряемости шишек хмеля за счет плавного съема плодовой части лозы со шпалерной проволоки и контролируемого ее спуска для дальнейшей обработки. К тому же, значительно улучшаются условия труда оператора в части удобства выполнения работы и обеспечения ее безопасности. Кроме того, оставшаяся часть лозы способствует дальнейшему развитию подземной части растения, укрепляя его и подготавливая к следующему урожаю.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №1644809 (А01G 3/02), Секатор.

2. Авторское свидетельство СССР №1655354 (А01G 3/02), Секатор.

3. Практикум по хмелеводству / Н.А. Александров, М.И. Крылова, В.И. Иванов и др.; Под ред. Н.А. Александрова. - М.: Агропромиздат, 1989. - 318 с: ил. - (Учебники и учебные пособия для кадров массовых профессий).

4. Либацкий Е.П. / Хмелеводство, - М.: Колос, 1984. - 287 с., ил. - (Учебники и учеб. пособия для подгот. с.-х. кадров массовых профессий).