Chicken Tractor (Optimized Construction and Design)/ru
| Тип | Система обработки почвы |
|---|---|
| Авторы | П.Дьяков |
| Статус | Разработанный |
| Годы | 2010 |
| Сделал | Нет |
| Реплицированный | Нет |
| Расходы | 61,85 канадских долларов |
Куриный трактор предназначен для пассивной обработки земли. Куры, живущие внутри трактора, ходят, подбирают и едят траву.
Куриные тракторы широко используются во всем мире в качестве мобильных курятников, однако до сих пор им не уделялось должного внимания с точки зрения инженеров. Они практически всегда разрабатываются методом проб и ошибок, поэтому существует возможность оптимизации их конструкции.
Назначение кур-трактора — использовать его в качестве пассивной системы обработки земли. Куры, живущие внутри трактора, ходят, подбирают и поедают траву. Они также испражняются в этом же месте, что приводит к рыхлению поверхностного слоя почвы и сокращению популяции растений и насекомых. Перемещая трактор каждые несколько дней, вы медленно обрабатываете и удобряете всю почву на участке.
Полная версия 3D CAD доступна, однако это файл Autodesk Inventor, который пока не опубликован в интернете. Доступ к нему можно получить по запросу через раздел «Обсуждение».
Обзор
Выбранный проект был оптимизирован с учетом требований, изложенных в разделе «Требования к проектированию», как показано ниже.
Куриный трактор разделён на две основные секции: внешняя часть огорожена только сеткой, а внутренняя — двумя фанерными стенками и накрыта каким-то брезентом. Обе секции спроектированы достаточно большими, чтобы вместить четырёх кур одновременно, оставляя им по 4 квадратных фута (1,2 кв. м) пространства на каждую. Внешняя секция предназначена для использования днём: куры могут наслаждаться солнцем, ходить по траве, собирать семена и испражняться на улице, поднимая неглубокую поверхность земли, как это делает трактор. Ночью или в непогоду куры могут перемещаться в закрытую секцию, где они будут защищены от непогоды.
Двухсекционная конструкция обеспечивает гораздо большую гибкость, чем однокамерная. Общая конструкция легко поддаётся модификации в сторону большей защищённости или открытости. Использование брезента или другого лёгкого пластика в качестве покрытия имеет множество преимуществ, в частности, простоту его снятия и установки. Если по какой-либо причине требуется изменить размер огороженной зоны (увеличить или уменьшить), это очень просто сделать: весь трактор можно накрыть брезентом в дождливый сезон или снять брезент в жаркую и сухую погоду. Пол огороженной зоны также может быть модульным; не закрепляя его постоянно, можно удвоить площадь травяного покрова в курятнике, как показано на рисунке 2.
Несмотря на большие размеры конструкции, система остаётся мобильной, что критически важно для концепции «куриного трактора». Эта конструкция, обеспечивающая минимальные затраты, не включает колёса и ось и перемещается на боковых опорах, как сани. Ось и колёса могут быть расположены сзади, а при наличии дополнительных средств можно установить более сложную систему перемещения. Однако текущая конфигурация, когда для перемещения системы используются рычаги спереди, не требует чрезмерных усилий.
Рисунок 3: Передние рычаги для буксировки трактора
Рисунок 4: Задний вход для удаления цыплят
Функциональные особенности
Куриный трактор предназначен для содержания кур. Вход осуществляется через подвижную сетчатую заслонку спереди или сзади конструкции. Вся система предназначена для перемещения кур как внутри, так и снаружи. Передняя часть трактора поднимается и тянется рычагами. Системе не нужно далеко передвигаться, достаточно лишь для того, чтобы добраться до нового участка травы, который куры могут использовать. Систему следует перемещать каждые несколько дней в зависимости от размера и количества кур в клетке.
Анализ силы
Оцениваются силы, действующие на «Куриный трактор», чтобы определить, сколько усилий потребуется для его перемещения. Предполагается, что система будет подниматься за один конец и тянуться на задних гусеницах, образуя таким образом угол с землей. Схема свободного кузова системы представлена ниже на рисунке 5.
Сумма сил берется в направлении Y, зная, что ускорения нет, поскольку объект не движется вверх или вниз, сумма сил должна быть равна нулю.
∑Фу=0
0=ФН−Фг+Фу
Силу тяжести можно также записать как ускорение свободного падения, умноженное на массу.
0=ФН−г*м+Фу[1]
Сумма сил берется в направлении X, поскольку объект будет тянуться с постоянной скоростью, сумма сил будет равна нулю.
∑Фх=0
0=Фх−Фф
Силу трения можно также записать как нормальную силу, умноженную на коэффициент трения. Для коэффициента трения между объектом и травой использовалось значение0,62 [ 1 ] , исходя из значения между деревом и бетоном.
0=Фх−ФН*μ[2]
Сумма моментов берется относительно точки А, эта точка не может выдерживать крутящий момент, поэтому момент М в этой точке должен быть равен нулю.
∑МА=0
0=Фу*Л*сос(θ)−Фх*Л*сян(θ)−м*г*(Л/2)*сос(θ)[3]
Уравнения 1, 2 и 3 можно решить одновременноФх,ФуандФН. Общая сила, необходимая для перемещения «Куриного трактора», рассчитывается как равнодействующая сил в направлениях X и Y.
Ф=(Фх2+Фу2)
Размеры системы были оптимизированы таким образом, чтобы минимизировать усилие, необходимое для её перемещения при заданной массе. Расчётные значения сил представлены в таблице 1 ниже.
| Сила (Н) | |
|---|---|
| Х | 222.7 |
| Y | 499.2 |
| Общий | 546.6 |
Требования к проектированию
Для оптимизации окончательного проекта куриного трактора к проекту предъявлялся ряд требований. Для выбора окончательного проекта использовались следующие критерии.
- Мобильность — куриный трактор должен легко перемещаться, однако он также должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать меняющиеся погодные условия.
- Всесезонный — конструкция должна обеспечивать тепло и сухость жильцов ночью и во время ливней, сохраняя при этом прохладу днём. Конструкция не обязательно должна выдерживать канадские зимы, так как она предназначена для более тёплого климата.
- Простор — конструкция должна быть рассчитана на размещение 3–4 взрослых цыплят, из расчета 4 кв. фута на цыпленка.
- Доступность — полная стоимость реализации проекта должна составлять менее 60 канадских долларов.
- Гибкость — легко адаптируется под различные нужды.
- Доступность на местном уровне. Все материалы должны быть доступны на местном уровне.
Строительство и монтаж
Для полной сборки «Куриного трактора» потребуются базовые знания плотницкого дела . Полная сборка включает в себя пиление, стук молотком, сборку каркаса и другие базовые навыки плотницкого дела.
Необходимые материалы
Ниже в таблице 2 представлен список всех материалов, необходимых для постройки куриного трактора, а также примерная стоимость всех предметов.
Примечание: это всего лишь рекомендации, при необходимости можно использовать другие материалы.
| Материал | Требуется номер | Использование/Альтернативы | Общая стоимость (канадские доллары) |
|---|---|---|---|
| Проволочная сетка 48"x50' | 1 | В целом нужно всего 5 на 9 футов, сетка не рекомендуется, так как куры могут легко ее прогрызть. | 10,00 долларов США [ 2 ] |
| Лист фанеры 1/4 дюйма 4x8 | 1 | Для пола и переднего/заднего входа использована фанера, при наличии можно заменить ее другими видами дерева или листовым металлом. | 6,87 долларов [ 3 ] |
| 2X4 10 футов | 3 | Дерево является предпочтительным материалом для каркаса, однако вместо досок 2X4 можно использовать более тонкие/толстые деревянные куски другого размера. | 12,00 долларов США [ 4 ] |
| Гвозди/Винты | 50 | Вместо гвоздей можно использовать болты, однако они менее доступны и с ними сложнее работать. | 12,00 долларов США [ 5 ] |
| Скобы | 500 | Вместо скоб можно использовать маленькие гвозди, чтобы закрепить проволочную сетку, однако это требует больше работы и сложнее в исполнении. | 14,99 долларов США [ 6 ] |
| Брезент | 1 | На закрытую часть куриного трактора можно надеть любое защитное покрытие, устойчивое к дождю. | 5,99 долларов [ 7 ] |
| Общий | 61,85 долл. США |
(Примечание: это возможно только в том случае, если материалы делятся с другими; затраты будут выше, если материалы придется покупать в количестве, вдвое превышающем требуемое.)
Необходимые инструменты
Для постройки «Куриного трактора» вам понадобится доступ к определённому количеству инструментов. В таблице 3 ниже перечислены необходимые инструменты и их предназначение, чтобы при возможности можно было использовать альтернативные варианты.
| Инструмент | Возможный альтернативный инструмент | Использовать |
|---|---|---|
| Молоток или дрель для шурупов | Для закручивания винтов не рекомендуется использовать молоток или твердый кусок металла, отвертку. | Сколачивание каркаса 2x4 вместе |
| Пила | Все, что может резать большие куски дерева | Раскрой досок 2x4 и фанеры по длине, формовка фанеры |
| Степлер-пистолет | Молоток, киянка или любой тупой предмет | Крепление проволочной сетки к деревянному каркасу |
конструкцию
Ниже в таблице 4 представлен список всех деталей, которые понадобятся для постройки «Куриного трактора». Они снабжены размерными чертежами, что облегчает их изготовление.
| Часть | Габаритные чертежи |
|---|---|
| Нижняя рама |  |
| Полная сетчатая оболочка |  |
| Перекрестная поддержка |  |
| Дверная крышка |  |
| Напольное покрытие |  |
| Передняя поперечная опора |  |
| Вход |  |
| Вертикальные опоры |  |
сборку
После того, как все детали нарезаны до нужной длины, можно приступить к сборке. Следуйте инструкциям в таблице 5, чтобы собрать куриный трактор.
| Шаг # | Необходимые детали | Инструкции | Фигура |
|---|---|---|---|
| 1 | Нижняя рама | Разложите 2 детали, как показано на рисунке. |  |
| 2 | Поперечная опора, передняя поперечная опора | Разложите две детали, как показано на рисунке. Скрепите их между собой шурупами или гвоздями. |  |
| 3 | Напольное покрытие | Разложите листы пола, как показано на рисунке, и прибейте их гвоздями или оставьте не прикрепленными, если у вас большая площадь травяного покрытия. |  |
| 4 | Вертикальные опоры | Прикрутите или прибейте вертикальные опоры так, чтобы они были отцентрированы и надежно закреплены. |  |
| 5 | Вход | Прикрутите или прибейте гвоздями три входа, как показано на рисунке. |  |
| 6 | Дверная крышка | Прикрепите две дверные крышки гвоздями или скобами. Прикрепите их с одной стороны, чтобы их можно было откинуть на петлях, чтобы куры могли зайти внутрь. |  |
| 7 | Полная сетчатая оболочка | Разверните проволочную сетку вокруг рамы, как показано на рисунке, прикрепите ее вдоль нижней рамы с помощью скоб или гвоздей, а также любым другим подходящим способом. |  |
| 8 | Крышка | Накройте проволочную сетку пола брезентом, как показано на рисунке. |  |
Региональные соображения
Куриный трактор можно использовать в любом регионе, где куры могут находиться на открытом воздухе в течение нескольких месяцев в году. Конструкция разработана для тёплого климата, поэтому его можно использовать круглый год. При использовании трактора в холодном климате курам потребуется отдельное помещение для содержания в зимние месяцы, поскольку он не предназначен для содержания кур в зимний период.
Также следует отметить, что перемещение трактора требует определённых усилий каждые несколько дней. Тем, кто его строит, следует понимать, что повседневная эксплуатация подразумевает физический труд.
ссылки
- ↑ Справочник инженера, «Коэффициент трения», http://web.archive.org/web/20190614200412/http://engineershandbook.com:80/Tables/frictioncoefficients.htm , дата обращения: 7 апреля 2010 г.
- ↑ Home Hardware, «СЕТКА ДЛЯ ПТИЦЫ ОЦИНКОВАННАЯ 21G 2X48X50'», http://www.homehardware.ca/Products/index/show/product/I5258231/name/netting_poultry_galv_21g_2x48x50 , дата обращения: 7 апреля 2010 г.
- ↑ Andysezwoodshop.ca, «Цены на фанеру: типичные цены для оценки стоимости фанерных панелей», http://www.ezwoodshop.com/plywood/plywood-prices.html , обновлено в марте 2010 г.
- ↑ Answers.com, «Сколько стоит за фут доски 2x4?», http://wiki.answers.com/Q/How_much_per_foot_does_a_2x4_cost , дата обращения: апрель 2010 г.
- ↑ 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 , дата обращения: апрель 2010 г.
- ↑ The Home Depot, «Скрепки Arrow JT21 1/4" — упаковка из 1000 скоб», 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, дата обращения: апрель 2010 г.
- ↑ Canadian Tire, «Многоцелевые тенты, синие», http://www.canadiantire.ca/AST/browse/5/SportsRec/Camping/Tarpaulins/PRD~0405004P/Multi-Purpose%252BTarpaulins%25252C%252BBlue.jsp?locale=en , дата обращения: апрель 2010 г.
| Авторы | П.Дьяков |
|---|---|
| Лицензия | CC-BY-SA-3.0 |
| Расположение | {{{координаты}}} |
| Организации | Категория: Университет Квинс , MECH425 Инженерное дело для устойчивого развития |
| Цитировать как | П.Дьяков (2010–2024). «Куриный трактор (оптимизированная конструкция и проектирование)» . Appropedia . Дата обращения: 13 сентября 2025 г. |