BR102020025535A2 - Implemento de drone e drone - Google Patents

Abstract

IMPLEMENTO DE DRONE E DRONE. A presente invenção se refere a um implemento de drone que compreende artigos para dispensação ao solo, dispensados por uma rosca sem fim que, ao ser acionada, rotaciona e promove a dispensação um artigo.

Description

IMPLEMENTO DE DRONE E DRONE Campo da invenção

[001] A presente invenção se refere a método de dispensação de artigos em culturas agrícolas como eucalipto, soja, algodão e tomate.

Histórico da invenção

[002] A agricultura é uma atividade intensiva que envolve vários fatores para a produção adequada com rendimento eficiente. Rotineiramente é necessária a dispensação com acuracidade de insumos que aumentem a produtividade das culturas. Como exemplo, esforços para combater pragas são necessários de modo a aumentar o rendimento por hectare cultivado. Neste sentido, a maioria do combate a pragas é realizada manualmente, consumindo assim uma grande quantidade de tempo com precisão reduzida.

[003] Apesar de lançar mão do uso de drones, por exemplo a dispensação de artigos com insumos na cultura ainda é morosa e carece de precisão. No mercado atual existem empresas que fazem este tipo de dispensação, porém, existem poucas empresas que executam esta atividade no setor florestal. Apesar de já existirem empresas que, por exemplo, fazem a liberação de artigos com drones no setor florestal, nenhuma delas comercializa o equipamento de forma avulsa, ou adequam seus equipamentos à forma como as empresas produtoras de agentes de controle biológico embalam seus inimigos naturais para soltura.

Descrição resumida da invenção

[004] A presente invenção se refere a um implemento de drone compreendendo artigos para lançamento ao solo em uma primeira câmara, dispensados por uma rosca sem fim que, ao ser acionada, rotaciona e promove a dispensação de um artigo.

Breve descrição das figuras

[005] Figura 1 ilustra um drone acoplado a um implemento de drone, objeto da presente invenção.

[006] Figura 1A ilustra drone com detalhe em uma luz de posição de drone.

[007] A Figura 2 ilustra um parafuso com rosca sem fim apresentando uma extremidade livre e uma base de parafuso.

[008] A Figura 3 ilustra uma disposição de empilhamento de embalagens que recebe um parafuso de rosca sem fim.

[009] A Figura 4 ilustra uma disposição de empilhamento de embalagens que será empurrado pelo parafuso de rosca sem fim.

[010] A Figura 5 ilustra uma carcaça de implemento de drone, compreendendo uma primeira câmara e uma segunda câmara.

[011] A Figura 6 ilustra uma vista em perspectiva de uma embalagem com configuração de acomodação de pupas, ovos, parasitóides, predadores, etc.

[012] A Figura 7 ilustra uma vista superior apresentando um orifício para recebimento do parafuso da rosca sem fim, e vistas laterais de uma embalagem com configuração de acomodação de uma pupa, ovos, parasitóides, predadores, etc.

[013] A Figura 8 ilustra esquema do circuito eletrônico compreendendo o controlador, sensor LDR e motor que integra a presente invenção.

[014] A Figura 9 ilustra esquema do plano de vôo do sistema do drone.

Descrição detalhada da invenção

[015] A Figura 1 ilustra um drone (10) acoplado ao implemento de drone (20), objeto da presente invenção, que compreende artigos (50) para dispensação ao solo, dispensados por uma rosca sem fim (60) que, ao ser acionada, rotaciona e promove a dispensação de um artigo (50) .

[016] A rosca sem fim (60) é controlada eletronicamente por um controlador (30). A ação de iniciar ou parar é feita por um controle de drone que pode ligar ou apagar luzes (17) de posição do drone, como, por exemplo, ilustrado na Figura 1A, que são captadas por um sensor LDR (40) disposto no interior do implemento de drone (20), que aciona a rosca sem fim (60), a depender da programação imposta ao controlador (30) . A rosca sem fim (60), ao ser acionada, movimenta os artigos (50) em um sentido de dispensação, avançando ao longo do parafuso da rosca sem fim (60) para serem dispensadas por gravidade pelo implemento de drone (20).

[017] Em uma concretização, o artigo (50) apresenta um orifício (55) que recebe o parafuso da rosca sem fim (60) . Os artigos (50) ficam assim, pendurados no parafuso de rosca sem fim durante a operação do implemento de drone. O acionamento da rosca sem fim (60) pelo motor (70) rotaciona a rosca (60), fazendo os artigos (50) se deslocarem ao longo da vão da rosca, em que os artigos (50) estão encaixados na rosca pelos seus orifícios (55) dispostos no vão entre os filetes. Ao alcançar o fim da rosca, um primeiro artigo (56), mais próximo à extremidade livre (61) da rosca sem fim (60) é liberado da rosca e do parafuso e dispensado pelo implemento (20) por gravidade.

[018] Conforme pode ser visto na Figura 2, a rosca sem fim (60) pode apresentar, além da extremidade livre, uma base de acionamento (62). A base de acionamento (62) pode estar conectada a um motor (70). Em uma concretização, o implemento de drone (20) compreende artigos (50) para dispensação ao solo, em que os artigos (50) apresentam um orifício que recebe e acomoda o parafuso da rosca sem fim (60), formando uma fileira ou um empilhamento de artigos (50) trespassado pelo parafuso da rosca sem fim (60), conforme ilustrado pela Figura 3. Ao ser acionado, o parafuso da rosca sem fim (60) rotaciona e promove a movimentação dos artigos (50) ao longo da rosca, no sentido da extremidade livre do parafuso da rosca sem fim, em direção ao lado oposto ao do motor (70) que aciona a rosca sem fim (60), em que o artigo (50) atinge tal extremidade livre é então liberado da rosca e do parafuso de rosca e dispensado pelo implemento (20) por gravidade.

[019] Conforme ilustrado nas Figuras 4 e 5, o parafuso de rosca sem fim (60) trespassa artigos (50). Dada a configuração do orifício (50), este apresenta encaixe na rosca do parafuso de rosca sem fim, podendo ser acomodado de maneira encaixada no vão da rosca, entre os filetes da rosca.

[020] A rosca sem fim (60) pode ser diretamente acionada por um motor (70). Desta maneira, a rosca sem fim (60) é acionada ao comando de um controlador (30) de motor (70) . O motor (70) pode ser um motor de passo de corrente contínua, por exemplo.

[021] O artigo (50) carregado e dispensado pelo implemento de drone (20) pode ser um artigo (50) compreendendo inimigo natural de uma praga, uma semente, um fertilizante, um defensivo agrícola, dentre outros. Preferencialmente, o artigo (50) compreende um inimigo natural de uma praga. Por exemplo, insetos da subordem Heteroptera se apresentam como parasitoides ou predadores de pragas agrícolas e florestais.

[022] Por inimigo natural de uma praga, de acordo com a presente invenção, pode ser entendido uma pupa compreendendo parasitoides de parasitas naturais de uma praga. Por exemplo, uma pupa de Tenebrio compreendendo parasitoides. Espécies do gênero Palmistichus elaeisis podem ser utilizados no controle biológico de lagartas desfolhadoras de eucalipto, soja, algodão e tomate, sendo considerados como inimigos naturais preferenciais na presente invenção e podem ser utilizados para o controle biológico de lagartas desfolhadoras de eucalipto, por exemplo. Pupas parasitadas por Palmistichus elaeisis podem ser acomodadas nos artigos (50) dispensados que pousam em distribuição ordenada ao longo de uma cultura de eucalipto, por exemplo. Cada pupa parasitada pode liberar até 200 vespas de Palmistichus elaeisis no entorno do local da queda como, por exemplo, 50 m de entorno, proporcionando ampla cobertura contra uma praga como a lagarta desfolhadora de eucalipto, pelo novo parasitismo de suas pupas no entorno do local da queda. A Figura 9 ilustra uma forma de distribuição ordenada (100) de artigos (50), de maneira exemplificativa.

[023] O artigo (50), por exemplo, pode ser uma embalagem. A embalagem pode ser um saco de papel, um envelope ou uma embalagem com configuração de acomodação de uma pupa, por exemplo. As embalagens de papel comum, possibilitam a liberação, contudo são mais suscetíveis à deriva (carreamento pelo vento), predação dos inimigos naturais liberados por formigas carnívoras e esmagamento dos inimigos naturais por causa dos vértices mais estreitos característicos de embalagens tipo envelope. O artigo (50) pode ser uma embalagem compreendendo um inimigo natural de uma praga, como uma pupa parasitada por Palmistichus elaeisis, por exemplo.

[024] Para acomodar a pupa, o artigo (50) deve apresentar condições que amorteçam sua queda, como uma embalagem com configuração de acomodação de pupa (57), conforme pode ser visto na Figura 6, em que a embalagem compreende uma disposição que auxilia na redução da deriva com uso de um lastro, promove a repelência de insetos e também não possui estreitamento em seus vértices, apresentando ainda aberturas de ventilação que permitem maior conforto térmico aos insetos e permitem a saída fácil da embalagem quando em campo.

[025] O artigo (50) é preferencialmente uma embalagem, em particular uma embalagem de papelão, por exemplo. A embalagem de papelão apresenta duas camadas de papel de celulose comum ou papelão liso que acomoda uma camada de papelão ondulado interno, em uma configuração que amortece a queda do artigo (50) de maneira que não cause prejuízo à pupa parasitada. Por exemplo, a ondulação do papelão ondulado e a parede de papelão liso forma câmaras que podem acomodar a pupa parasitada. Vantajosamente, além de acomodar a pupa nas câmaras internas, o papelão ondulado ainda promove o amortecimento na queda. Ainda, para que a pupa sofra o menor stress físico possível, de maneira a manter sua integridade, o artigo (50) na forma de embalagem deve viajar do implemento ao solo da maneira mais suave possível. Para tanto, o artigo (50) assume a forma de uma embalagem como um envelope, em que a altura e largura são dimensionalmente maiores que a espessura, conforme pode ser visto na Figura 7. Neste sentido, há o uso vantajoso de um lastro, preferencialmente na base (58), oposta ao lado que acomoda o orifício (55) de maneira que esta viaje no ar com tal base (58) lastreada por força da gravidade e voltada para baixo. Esta configuração proporciona o menor stress físico à pupa e contribui para sua integridade física na queda, evitando rompimentos ou esmagamento ao pousar. O lastro na embalagem pode ser feito com a inserção de gesso pastoso com repelente no papelão utilizado ao fundo da embalagem. O peso no fundo da embalagem faz com que ao ser dispersado no ar, entre em rotação descendente deslocando-se verticalmente e não horizontalmente. De maneira exemplificativa, o repelente utilizado pode ser obtido de extrato de cravo da Índia (Syzygium aromaticum) em duas soluções, uma alcoólica aplicada nas folhas lisas de papel que formam as paredes da embalagem, e outra oleosa utilizada na mistura com o gesso.

[026] Por exemplo, embalagem pode ser construída com duas folhas de papel de celulose comum com dimensões de 5,5 cm de altura por 4,5 cm de largura. A união destas folhas frente e verso é feita nas duas laterais, até a altura de 4,5 cm e em toda parte inferior com uso de uma tira de papelão ondulado ficando a parte superior aberta para a colocação das pupas parasitadas cujo interior abriga o inimigo natural que nascerá no campo após a liberação, dentro do pacote.

[027] De maneira exemplificativa, a embalagem pode possuir 12,37 cm3 totais, ou 10 cm3 úteis, permitindo assim transportar o conteúdo de 1 até 15 pupas parasitadas, que corresponde de 200 a 3.000 inimigos naturais. Desta maneira, o implemento, por exemplo, pode transportar até 50 embalagens por missão, que pode render de 12,5 até 50,0/ha tratados por vôo a depender da quantidade de pacotes liberados. Por serem construídos de papel, papelão e gesso as embalagens podem ser 100% degradáveis.

[028] Os artigos (50) acomodados na primeira câmara (80) estão preferencialmente acomodados um ao lado do outro em que a dispensação pode se dar de maneira ordenada. Por exemplo, os artigos (50) podem estar suspensos na rosca sem fim (60) formando uma fileira ou empilhamento (55) de artigos (50) suspensos, conforme pode ser visto na Figura 4. Alternativamente, os artigos (50) podem ser empurrados por um anteparo (63) e o primeiro artigo (57), disposto mais próximo à extremidade livre (61) de rosca sem fim (60) é empurrado para a extremidade livre do parafuso da rosca sem fim (60), sendo dispensado por uma saída disposta sob o artigo (50) pela ação da gravidade.

[029] O implemento de drone (20) da presente invenção pode ser acomodado em um drone que tenha a capacidade de elevar carga. Podem ser utilizados drones da família Phantom produzidos pela empresa DJI, por exemplo.

[030] O acionamento do motor (70) é feito por comando do controlador (30) que é estimulado por um estímulo luminoso. O estímulo luminoso é captado pelo controlador (30) por meio de um sensor Resistor Dependente de Luz (LDR) (40) que é um componente que tem uma resistência variável que muda com a intensidade da luz que incide sobre ele. Isso permite que sejam usados como detectores de estímulos luminosos.

[031] O sensor LDR (40) é utilizado para gerar uma tensão diferencial que é interpretada pelo controlador (30). O sensor LDR (40) está conectado ao controlador (30) e traduz os estímulos de luz como um diferencial de voltagem ao controlador (30) . O controlador (30) está configurado para determinar o diferencial de voltagem com base em comando pré-estabelecido imposto ao controlador. O implemento de drone (20), objeto da presente invenção, preferencialmente compreende uma segunda câmara (90) que acomoda o controlador (30) e o sensor LDR (40).

[032] O sistema de controlador (30) e sensor LDR (40) pode ser exemplificado pelo esquema na Figura 8, que ilustra um controlador (30), um sensor LDR (40) e o motor (70) que integra o sistema de rosca sem fim (60).

[033] O mecanismo de liberação pode ser ativado quando o drone estiver sobrevoando o alvo e pode ser desligado assim que fora do alvo de dispensação. A ativação do mecanismo de liberação pode se dar pelo acionamento de luzes extras de posicionamento no drone através de seu controle próprio.

[034] Exemplos de controladores (30) podem ser controladores do tipo Arduino. O sistema Arduino pode ser programado para gerar sinais de saída que são usados para ligar ou desligar o motor (70) em momentos precisos. O acionamento pelo motor (70) da rosca sem fim (60) pode ser feito de acordo com a necessidade de velocidade de liberação desejada. Um código C++ pode ser utilizado, que fica gravado no processamento. Uma forma exemplificativa é demonstrada na Tabela 1:

[035] Para o controle da velocidade de rotação do parafuso com rosca sem fim (60), é necessário editar o seguinte texto no código "myStepper.setSpeed(40)" onde quanto maior o número, maior a velocidade de rotação. A edição do código pode ser feita através de cabo e interface própria em um computador, ou ainda através de Bluetooth em aplicativo próprio caso o Arduino o possua.

[036] A velocidade a ser utilizada depende da quantidade de "pacotes" que deve ser liberada no intervalo de tempo proposto e pode ser ajustada também através da velocidade do deslocamento do drone, evitando assim alterar o código à cada situação.

[037] Preferencialmente, o implemento de drone (20), pode apresentar a primeira (80) e segunda câmara (90) simétricas em relação ao drone. Sendo simétricas, as câmaras formam um vão que pode acomodar o drone. De maneira exemplificativa, o drone se encaixa em um vão central proporcionado pelas câmaras dispostas de maneira simétrica, uma em relação à outra, em que cada câmara pode ficar disposta a cada lado do drone. O implemento pode se prender ao drone através de uma fixação em seu trem de pouso, por exemplo.

[038] A operação do drone pode ocorrer de acordo com as recomendações do fabricante, sendo a velocidade utilizada de acordo com a necessidade da quantidade de pacotes e a configuração editada no código. A altura de operação pode ser a mais próxima da copa da floresta evitando deriva, contudo evitando possíveis obstáculos. Essa altura de operação proporciona a menor viagem de queda e acuracidade na dispensação do artigo, em que o drone pode ser pilotado manualmente ou por configuração de uma rota autônoma com uso do aplicativo próprio do drone.

Claims (14)

1. IMPLEMENTO DE DRONE caracterizado por compreender artigos para dispensação ao solo, dispensados por uma rosca sem fim que, ao ser acionada, rotaciona e promove a dispensação um artigo.
2. IMPLEMENTO DE DRONE, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelos artigos apresentarem um orifício que recebe um parafuso com rosca sem fim que, ao ser acionado, rotaciona e promove a dispensação de um primeiro artigo disposto mais próximo à uma extremidade livre do parafuso com rosca sem fim.
3. IMPLEMENTO DE DRONE, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelos artigos estarem na formação de um empilhamento de artigos em uma primeira câmara, estando o empilhamento de artigos pendurados no parafuso com rosca sem fim que, ao ser acionado, rotaciona a rosca sem fim que avança o empilhamento de artigos na direção da extremidade livre de parafuso de rosca sem fim, liberando um primeiro artigo do empilhamento.
4. IMPLEMENTO DE DRONE, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo artigo compreender um inimigo natural de uma praga.
5. IMPLEMENTO DE DRONE, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo inimigo natural de uma praga ser uma espécie do gênero Palmistichus elaeisis.
6. IMPLEMENTO DE DRONE, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela rosca sem fim estar em uma disposição horizontal.
7. IMPLEMENTO DE DRONE, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela rosca sem fim ser acionada pelo comando de um controlador.
8. IMPLEMENTO DE DRONE, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo controlador ser um controlador Arduino.
9. IMPLEMENTO DE DRONE, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado controlador acionar a rosca sem fim após estímulo luminoso provido pelo drone.
10. IMPLEMENTO DE DRONE, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo estímulo luminoso ser captado pelo controlador por meio de um sensor LDR.
11. IMPLEMENTO DE DRONE, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender uma segunda câmara acomodando o controlador e o sensor LDR.
12. IMPLEMENTO DE DRONE, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pela primeira e segunda câmaras estarem dispostas de maneira simétrica em relação ao drone.
13. IMPLEMENTO DE DRONE caracterizado pelo sensor LDR se conectar ao controlador que aciona um motor que rotaciona uma rosca sem fim, promovendo o avanço dos artigos encaixados no vão da rosca sem fim, que empurra o empilhamento de artigos no sentido da extremidade livre do parafuso de rosca sem fim, promovendo a liberação do primeiro artigo, em que o primeiro artigo é dispensado por gravidade do implemento de drone.
14. DRONE, caracterizado por ser dotado de implemento de drone, conforme reivindicação 1.

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