Chicken Tractor (Optimized Construction and Design)/it
Lo scopo di un Chicken Tractor è di usarlo come sistema di aratura passiva per un tratto di terra. I polli che vivono all'interno del trattore camminano, raccolgono e mangiano l'erba.
I trattori per polli sono comunemente usati in tutto il mondo come pollai mobili, tuttavia non hanno ricevuto molta attenzione ingegneristica. Sono quasi sempre sviluppati in modo sperimentale e quindi c'è la possibilità che il loro design venga ottimizzato.
Lo scopo di un Chicken Tractor è di usarlo come sistema di aratura passiva per un tratto di terra. I polli che vivono all'interno del trattore camminano, raccolgono e mangiano l'erba. Defecano anche nella stessa area, tutta questa attività ara la superficie superficiale del terreno e riduce la popolazione di piante e insetti. Spostando il trattore ogni pochi giorni, tutto il terreno in un'area viene lentamente arato e fertilizzato.
Il CAD 3D completo è disponibile, tuttavia è un file Autodesk Inventor e non è ancora pubblicato online. È possibile accedervi su richiesta tramite la sezione di discussione.
Panoramica
Il design scelto è stato ottimizzato per soddisfare i requisiti stabiliti nella sezione Requisiti di progettazione, come illustrato di seguito.
The Chicken Tractor is split into 2 main sections, the outdoor section enclosed with only chicken wire, and the interior section enclosed by two plywood walls and covered by a tarp of some sort. The two sections were designed large enough to hold four chickens at any time, leaving the chickens 4 Sq-ft of space each. The exterior section is meant for use during the day, the chickens can get sun, they can walk on the grass, pick seeds and defecate outside, this turns up the shallow surface of the ground like a tractor does. At night, or during unfavorable weather the chickens can move into the enclosed section, where they will be protected from the elements.
Having two sections in the design allows for much more flexibility then a one chamber system. The overall design is friendly to modifications towards either; more sheltering or openness. Using a tarp or other light plastic for the covering material has many advantage, particularly the simplicity of removing or attaching it. If the size of the enclosed area needs to be changed (increased, or deceased) for any reason it is very simple to do, the entire Tractor can become enclosed by a tarp during rainy seasons, or the tarp can be removed during hot dry periods. The floor for the enclosed section can also be modular; by not permanently attaching it, the grass area of the Chicken Tractor can be doubled, as seen in figure 2.
Although the design is very large the system is still mobile, which is critical for the concept of a Chicken Tractor. This design, which kept costs to a minimum, did not include wheels or an axle and is dragged along on it's side supports like a sled. A possible location for an axle and wheels are located at the back and with additional money a more complex movement system can be installed. However the current configuration, with someone using the arms at the front to pull the system along does not require excessive force.
Figure 3: Front arms for pulling the Tractor
Figure 4: Back entrance for chicken removal
Functional Specifics
The Chicken Tractor is to be used for housing chickens, they can enter through a movable wire flap in the front or in the rear of the structure. The whole system is designed to move with chickens inside or outside. The front of the Tractor is lifted up and pulled with the arms. The system doesn't need to move far, just enough to get to a new section of grass for the chickens to use. The system should be moved every few days depending on the size and number of chickens inside.
Force Analysis
Le forze sul Chicken Tractor vengono valutate per determinare quanto sforzo sarà necessario per spostarlo. Si suppone che il sistema verrà sollevato da un'estremità e trascinato sui cingoli posteriori, in modo che il tutto formi un angolo con il terreno. Il diagramma del corpo libero per il sistema può essere visto di seguito nella figura 5.
La somma delle forze viene calcolata nella direzione Y, sapendo che non c'è accelerazione, poiché l'oggetto non si muove né verso l'alto né verso il basso, la somma delle forze deve essere uguale a zero.
∑Fe=0
0=FN−FG+Fe
La forza di gravità può anche essere scritta come accelerazione gravitazionale moltiplicata per la massa.
0=FN−G*M+Fe[1]
La somma delle forze viene presa nella direzione X, poiché l'oggetto verrà tirato a velocità costante, la somma delle forze sarà uguale a zero.
∑FX=0
0=FX−FF
La forza di attrito può anche essere scritta come la forza normale moltiplicata per il coefficiente di attrito, 0,62 [ 1 ] è stato utilizzato per il coefficiente di attrito tra l'oggetto e l'erba, basato sul valore tra legno e cemento.
0=FX−FN*io[2]
La somma dei momenti viene presa rispetto al punto A; questo punto non può sopportare una coppia, quindi il momento M in quel punto deve essere uguale a zero.
∑MUN=0
0=Fe*L*CloS(θ)−FX*L*SioN(θ)−M*G*(L/2)*CloS(θ)[3]
Le equazioni 1, 2 e 3 possono essere risolte simultaneamente per FX,FeUNNDFNLa forza totale necessaria per muovere il Chicken Tractor viene calcolata come la risultante delle forze nella direzione X e Y.
F=(FX2+Fe2)
Le dimensioni del sistema sono state ottimizzate in modo che la forza richiesta per spostarlo sia ridotta al minimo per una data massa. Le forze calcolate sono mostrate di seguito nella tabella 1.
| Forza (N) | |
|---|---|
| X | 222.7 |
| E | 499,2 |
| Totale | 546.6 |
Requisiti di progettazione
C'erano una serie di requisiti per la progettazione in modo che il trattore per polli finale fosse ottimizzato. I seguenti criteri sono stati utilizzati per scegliere il progetto finale.
- Mobilità: il trattore per polli deve essere facile da spostare, ma deve anche essere abbastanza robusto da resistere a condizioni meteorologiche variabili.
- All Season - Il design deve essere in grado di mantenere gli abitanti al caldo e all'asciutto di notte e durante i temporali, pur rimanendo freschi durante il giorno. Il design non deve essere in grado di resistere agli inverni canadesi, poiché è pensato per climi più caldi.
- Spazioso: il progetto deve consentire di ospitare da 3 a 4 polli adulti, con uno spazio di 3,7 m² per pollo.
- Conveniente: la progettazione deve costare meno di 60,00 CAD per la sua completa realizzazione.
- Flessibilità: facilmente modificabile in base a diverse esigenze.
- Disponibilità locale: tutti i materiali devono essere disponibili localmente.
Costruzione e montaggio
Per poter costruire completamente il Chicken Tractor saranno necessarie conoscenze di base di falegnameria . La costruzione completa richiede, segare, martellare, intelaiare e altre competenze di base di falegnameria.
Materiali richiesti
Nella tabella 2 sottostante è riportato un elenco di tutti i materiali necessari per costruire il Chicken Tractor, insieme al costo approssimativo di tutti gli articoli.
Nota: queste sono solo linee guida e, ove opportuno, è possibile sostituire i materiali con altri.
| Materiale | Numero richiesto | Utilizzo/Alternative | Costo totale (CAD) |
|---|---|---|---|
| Rete metallica 48"x50' | 1 | In totale servono solo 5 piedi per 9 piedi, la rete non è consigliata perché i polli possono facilmente strapparla | $ 10,00 [ 2 ] |
| Foglio di compensato da 1/4" 4x8 | 1 | Il compensato viene utilizzato per il pavimento e gli ingressi anteriori/posteriori, altri tipi di legno o lamiera possono essere sostituiti se disponibili | 6,87 $ [ 3 ] |
| 2X4 10 piedi | 3 | Il legno è il materiale di scelta per la struttura, tuttavia è possibile utilizzare pezzi di legno di diverse dimensioni, più sottili/spessi, al posto dei 2X4. | $ 12,00 [ 4 ] |
| Chiodi/Viti | 50 | I bulloni potrebbero sostituire i chiodi, tuttavia sono meno disponibili e più difficili da lavorare | $ 12,00 [ 5 ] |
| Graffette | 500 | Si possono usare piccoli chiodi al posto delle graffette per tenere ferma la rete metallica, ma questo è più laborioso e più difficile da realizzare. | $ 14,99 [ 6 ] |
| Telone | 1 | È possibile mettere qualsiasi copertura resistente alla pioggia sulla sezione chiusa del Chicken Tractor | $5,99 [ 7 ] |
| Totale | $61,85 |
(Nota: questo è possibile solo se i materiali vengono divisi con altri; i costi saranno più elevati se i materiali devono essere acquistati in quantità doppie rispetto a quelle richieste.)
Strumenti necessari
Per costruire un Chicken Tractor avrai bisogno di accedere a un certo numero di utensili. Nella tabella 3 sono mostrati di seguito gli utensili richiesti e a cosa serviranno, in modo che, ove possibile, si possano usare utensili alternativi.
| Attrezzo | Possibile strumento alternativo | Utilizzo |
|---|---|---|
| Martello o trapano per viti | Per le viti non è consigliato l'uso di un maglio o di un pezzo di metallo duro; per le viti non è consigliato l'uso di un cacciavite. | Inchiodare insieme la struttura 2x4 |
| Sega | Tutto ciò che può tagliare grandi pezzi di legno | Taglio di 2x4 e compensato a misura, sagomatura del compensato |
| Pistola sparapunti | Martello, mazza o qualsiasi bordo smussato | Fissaggio della rete metallica al telaio in legno |
Costruzione
Nella tabella 4 sottostante è riportato un elenco di tutti i diversi pezzi che saranno necessari per costruire il Chicken Tractor; essi sono affiancati ai disegni dimensionali in modo che possano essere facilmente prodotti.
| Parte | Disegni dimensionali |
|---|---|
| Telaio inferiore |  |
| Rivestimento completo in rete metallica |  |
| Supporto incrociato |  |
| Copertura della porta |  |
| Foglio di pavimento |  |
| Supporto trasversale anteriore |  |
| Entrata |  |
| Supporti verticali |  |
Assemblea
Una volta che tutti i pezzi sono stati tagliati alla lunghezza corretta è possibile iniziare l'assemblaggio. Seguire i passaggi nella tabella 5 per costruire il Chicken Tractor.
| Fare un passo # | Parti richieste | Istruzioni | Figura |
|---|---|---|---|
| 1 | Telaio inferiore | Disporre i 2 pezzi come mostrato nella figura. |  |
| 2 | Supporto trasversale, supporto trasversale anteriore | Disporre i 2 pezzi come mostrato nell'immagine. Utilizzando viti o chiodi, unire i pezzi. |  |
| 3 | Foglio di pavimento | Disporre il telo del pavimento come mostrato in figura e inchiodarlo, oppure lasciarlo staccato per una sezione di erba più grande. |  |
| 4 | Supporti verticali | Avvitare o inchiodare i supporti verticali in posizione in modo che siano centrati e fissati saldamente. |  |
| 5 | Entrata | Avvitare o inchiodare i 3 ingressi, come mostrato in figura. |  |
| 6 | Copertura della porta | Fissare le due coperture delle porte con chiodi o graffette. Fissare su un lato in modo che possano aprirsi con cerniere per le galline. |  |
| 7 | Rivestimento completo in rete metallica | Srotolare la rete metallica per circondare la cornice come mostrato in figura, fissarla lungo la cornice inferiore con graffette o chiodi e in qualsiasi altro punto opportuno. |  |
| 8 | Copertina | Coprire la rete metallica della sezione del pavimento con un telo, come mostrato in figura. |  |
Considerazioni regionali
Il Chicken Tractor può essere utilizzato in qualsiasi regione che possa supportare un habitat di polli all'aperto per alcuni mesi all'anno. Il design è stato concepito per climi più caldi, in modo da poter essere utilizzato tutto l'anno. Se il trattore fosse utilizzato in climi freddi, i polli avrebbero bisogno di un luogo separato in cui vivere durante i mesi invernali, poiché non è stato progettato per ripararli in inverno.
Inoltre, va notato che il trattore richiede un certo sforzo per essere spostato ogni pochi giorni. Chi lo costruisce dovrebbe essere consapevole che c'è del lavoro fisico coinvolto nell'uso quotidiano.
Riferimenti
- ↑ Engineer's Handbook, "Coefficient of Friction", http://web.archive.org/web/20190614200412/http://engineershandbook.com:80/Tables/frictioncoefficients.htm , consultato il 7 aprile 2010
- ↑ Home Hardware, "NETTING, POULTRY GALV 21G 2X48X50'", http://www.homehardware.ca/Products/index/show/product/I5258231/name/netting_poultry_galv_21g_2x48x50 , consultato il 7 aprile 2010
- ↑ Andysezwoodshop.ca, "Prezzi del compensato: prezzi tipici per stimare il costo dei pannelli di compensato", http://www.ezwoodshop.com/plywood/plywood-prices.html , aggiornato a marzo 2010
- ↑ Answers.com, "Quanto costa al piede un 2x4?", http://wiki.answers.com/Q/How_much_per_foot_does_a_2x4_cost , consultato nell'aprile 2010
- ↑ The Home Depot, "8 X 3 Construction Screws Gold", http://www.homedepot.ca/webapp/wcs/stores/servlet/CatalogSearchResultView?D=908155&Ntt=908155&catalogId=10051&langId=-15&storeId=10051&Dx=mode+matchallpartial&Ntx=mode+matchall&recN=113283&N=0&Ntk=P_PartNumber , consultato aprile 2010
- ↑ The Home Depot, "Arrow JT21 1/4" staples - Confezione da 1000 staples", hhttp://www.homedepot.ca/webapp/wcs/stores/servlet/CatalogSearchResultView?D=900837&Ntt=900837&catalogId=10051&langId=-15&storeId=10051&Dx=mode+matchallpartial&Ntx=mode+matchall&recN=113292&N=0&Ntk=P_PartNumber, consultato aprile 2010
- ↑ Canadian Tire, "Teloni multiuso, blu", http://www.canadiantire.ca/AST/browse/5/SportsRec/Camping/Tarpaulins/PRD~0405004P/Multi-Purpose%252BTarpaulins%25252C%252BBlue.jsp?locale=en , consultato nell'aprile 2010