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.
Contenuto
Panoramica
Il design scelto è stato ottimizzato per soddisfare i requisiti stabiliti nella sezione Requisiti di progettazione, come illustrato di seguito.
Il Chicken Tractor è diviso in 2 sezioni principali, la sezione esterna chiusa solo con rete metallica e la sezione interna chiusa da due pareti di compensato e coperta da un telo di qualche tipo. Le due sezioni sono state progettate abbastanza grandi da contenere quattro polli in qualsiasi momento, lasciando ai polli 4 piedi quadrati di spazio ciascuno. La sezione esterna è pensata per essere utilizzata durante il giorno, i polli possono prendere il sole, possono camminare sull'erba, raccogliere semi e defecare all'esterno, questo solleva la superficie poco profonda del terreno come fa un trattore. Di notte, o durante condizioni meteorologiche sfavorevoli, i polli possono spostarsi nella sezione chiusa, dove saranno protetti dagli elementi.
Avere due sezioni nel design consente molta più flessibilità rispetto a un sistema a una camera. Il design generale è favorevole alle modifiche verso una maggiore protezione o apertura. Utilizzare un telo o un'altra plastica leggera per il materiale di copertura ha molti vantaggi, in particolare la semplicità di rimuoverlo o fissarlo. Se le dimensioni dell'area chiusa devono essere modificate (aumentate o ridotte) per qualsiasi motivo, è molto semplice da fare, l'intero trattore può essere racchiuso da un telo durante le stagioni piovose, oppure il telo può essere rimosso durante i periodi caldi e secchi. Anche il pavimento per la sezione chiusa può essere modulare; non fissandolo in modo permanente, l'area erbosa del Chicken Tractor può essere raddoppiata, come si vede nella figura 2.
Sebbene il design sia molto grande, il sistema è comunque mobile, il che è fondamentale per il concetto di Chicken Tractor. Questo design, che ha ridotto al minimo i costi, non includeva ruote o un asse e viene trascinato sui suoi supporti laterali come una slitta. Una possibile posizione per un asse e le ruote si trova nella parte posteriore e con denaro aggiuntivo è possibile installare un sistema di movimento più complesso. Tuttavia, la configurazione attuale, con qualcuno che usa le braccia nella parte anteriore per tirare il sistema, non richiede una forza eccessiva.
Figura 3: Bracci anteriori per il traino del trattore
Figura 4: Ingresso posteriore per la rimozione dei polli
Specifiche funzionali
Il Chicken Tractor deve essere utilizzato per ospitare i polli, che possono entrare attraverso uno sportello mobile in filo metallico nella parte anteriore o posteriore della struttura. L'intero sistema è progettato per muoversi con i polli all'interno o all'esterno. La parte anteriore del Tractor viene sollevata e tirata con le braccia. Il sistema non deve spostarsi molto, solo abbastanza per raggiungere una nuova sezione di erba che i polli possono utilizzare. Il sistema dovrebbe essere spostato ogni pochi giorni a seconda delle dimensioni e del numero di polli all'interno.
Analisi della forza
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, quindi il tutto forma 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{\displaystyle \somma F_{y}=0}
0=FN−FG+Fe{\displaystyle 0=F_{N}-F_{g}+F_{y}}
La forza di gravità può anche essere scritta come accelerazione gravitazionale moltiplicata per la massa.
0=FN−G∗M+Fe{\displaystyle 0=F_{N}-g*m+F_{y}}
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{\displaystyle \somma F_{x}=0}
0=FX−FF{\displaystyle 0=F_{x}-F_{f}}
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{\displaystyle 0=F_{x}-F_{N}*\mu}
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{\displaystyle \somma M_{A}=0}
0=Fe∗L∗CloS(θ)−FX∗L∗SioN(θ)−M∗G∗(L/2)∗CloS(θ){\displaystyle 0=F_{y}*L*cos(\theta )-F_{x}*L*sin(\theta )-m*g*(L/2)*cos(\theta )}
Le equazioni 1, 2 e 3 possono essere risolte simultaneamente perFX,FeUNNDFN{\displaystyle F_{x},F_{y}eF_{N}}
F=(FX2+Fe2){\displaystyle F={\sqrt {(}}F_{x}^{2}+F_{y}^{2})}
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 diversi 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