Эргономическая Лопата

Лопата — изобретение более гениальное, чем все плуги на свете. Ни один плуг не обеспечивает такое качество работ, как лопата. Это подтверждается опытом.

В Воронежской области на поле площадью в 2 га, вскопанном лопатой и засеянном озимой пшеницей, собрали урожай в 70 центнеров с га. Для сравнения — средний урожай после обработки плугом не превышает 25 центнеров с га.

Это понятно — ведь плуг более или менее успешно справляется лишь с оборачиваемостью пласта. Если брать остальные операции, такие, как перемешивание, выравнивание земли, борьба с сорняками, то здесь успехи плуга весьма скромные.

Однако перекопка земли лопатой всегда была трудоемкой работой. И мало кто знает, что, чтобы перекопать квадратный метр поля, нужно выполнить 50...80 циклов, сделав столько же наклонов и приседаний.

За четыре года исследований мне, кажется, удалось постичь все тонкости процесса копания. Так, из-за наличия тулейки при заглублении лопаты в землю возникает боковая вредная сила, которую приходится нейтрализовывать, а потому крепче держаться за черенок.

Если представить саму лопату, как балку на двух опорах (руках) со сосредоточенной нагрузкой на консоли, то при весе лопаты 1,5 кг и среднего пласта земли 3,72 кг нагрузка на руки садовода будет доходить до 16 кг.

А кто из нас не гонялся за лопатой из титанового сплава, у которой общий вес всего на 300 г меньше и которая нагрузку на руки садовода снижает только на 4%.

Посмотрим, как будет себя чувствовать женщина с лопатой на таких работах. С учетом двигательной (физической) нормы работы за 1 ч (875 кгм) она должна перекопать не более одного квадрат­ного метра поля, хотя с учетом затрат времени на выполнение одного цикла (5 с) она смогла бы перекопать аж ... 6 м2.

Это и объясняется тем (о чем многие не зна­ют), что существует прямая связь между поясным болевым синдромом (болью а пояснице) и характером выполняемой работы. Например, по силам ли берется пласт земли?

Кроме того, к большим мышечным усилиям, возникающим при копании лопатой, добавляется асимметричная рабочая поза ее владельца, что приводит к быстрому уставанию мышц шеи и спины.

К тому же очень часто вместо садово-огородных лопат с отогнутой на 10° тулейкой огородники работают строительными лопатами с прямой тулейкой, поэтому садоводу приходится работать с "круглой спиной", наклоняться и сгибать колени больше чем на 10°.

Но любое приседание с "круглой спиной" сопровождается возрастанием сил, действующих на позвоночник и коленные суставы. Для людей с начальными признаками артроза коленных суставов такой способ перекопки непригоден.

Понятно, что обычная лопата — не такой уж удобный инструмент для копания. Однако, как сказал М.В.Ломоносов: "Ошибки замечать не много стоит: дать нечто лучшее — вот что приличествует достойному человеку...", что и привело меня к мысли создать "нечто лучшее".

Так родилась конструкция эргономической лопаты, вобравшая в себя гениальный принцип ручной лопаты, при этом значительно облегчающая труд человека и максимально приспособленная к человеку.

Опытный образец эргономической лопаты {рис. 1) прошел три сезона проверки и показал существование преимуществ над простой лопатой. Благодаря совпадению осей прилагаемой нагрузки и сопротивления грунта при заглублении полотна, исчезла боковая вредная сила, доходящая до 10% прилагаемого усилия.

"Золотое" правило рычага позволяет ручной машине снижать общие затраты труда садовода примерно вдвое, а усилие на рукоятках не превышает 5 кг. Эти преимущества особенно проявляются при длительной работе, что подтверждается следующим примером.

Хороший спортсмен на короткое время развивает мощность больше 1 л.с, хотя при длительной работе он разовьет только 0,1...0,15 л.с. Время цикла "копки" сокращается благодаря совмещению операций подъема и сброса пласта, а также подъема и перестановки лопаты.

Для работы эргономической лопатой необходимо взять в руки обе ручки и подтянуть полотно (лемех) лопаты на нужный угол. Затем правой ногой заглубить полотно в грунт.

После этого, перемещая рукоятки на себя, необходимо оторвать пласт от монолита. При отрыве пласта возникает отдача и лопата, снабженная двумя колесами, откатывается назад, Здесь необходимо притормозить ее правой ногой. После отрыва надрезанный пласт поднимается вверх, сбрасывается дерном вниз и дробится, как того требует агротехника.

Машина поднимает целину без приложения большого мышечного усилия. А весь процесс перекопки выполняется стоя в оптимальной симмет¬ричной рабочей позе без наклонов и приседаний.

Время полного рабочего цикла равно 5 - 6 с. Эргономическую лопату легко оборудовать сменным инструментом: вилами, крючком для корчевки. Сомневающимся в сказанном предлагаю самим изготовить образец по прилагаемым чертежам (см. рис.1). Процесс работы лопатой показан на рис. 2.

Хочу еще сказать, что лопата, конечно, специальная ручная машина, но такова столбовая дорога развития техники: от универсальности к узкой специализации.

Я инженер-механик, а судьба послала мне эту непрофильную задачу, но, как говорят психологи, любой технической системе нужна человеческая инициатива.

Так как система, работающая без нее, как бы "деградирует". Образно говоря, сама техника "заинтересована" в том, чтобы возле нее был интеллект человека, его воля, чувства.

Развитие техники напрямую связано с развитием человека: чем больше возможности для технического проявления человеческих качеств , тем больше возможности совершенствования и техники.

Оглянись вокруг! Может и вас ждет какая-то система.

Может быть, эргономическая лопата кого-то избавит от болей в пояснице, а кому-то подскажет идею новой копалки?