BRPI1000129B1 - Colheitadeira agrícola para colher uma colheita de colmo, e, dispositivo superior de coleta de material de colheita - Google Patents

Colheitadeira agrícola para colher uma colheita de colmo, e, dispositivo superior de coleta de material de colheita Download PDF

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Michael Lynn Hinds
John S. Hickman
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Abstract

MAQUINA MECÂNICA PARA COLHER UMA COLHEITA DE CANA, E, DISPOSITIVO DE COLETA DE MATERIAL DE COLHEITA SUPERIOR É descrita uma máquina mecânica para colher uma colheita de cana que tem um dispositivo de coleta de material de colheita inferior. A máquina mecânica tem uma direção de deslocamento e a máquina mecânica tem um chassi e um dispositivo de coleta de material de colheita superior acoplado no chassi. O dispositivo de coleta de material de colheita superior inclui pelo menos um dispositivo móvel e um dispositivo de corte de talo. O pelo menos um dispositivo móvel é configurado para circundar substancialmente um talo de uma planta de colheita de cana à medida que o pelo menos um dispositivo móvel move-se. O pelo menos um dispositivo móvel é adicionalmente configurado para dobrar a cabeça da planta de colheita de cana em uma direção substancialmente oposta à direção de deslocamento. O dispositivo de corte de talo fica posicionado próximo ao pelo menos um dispositivo móvel. O dispositivo de encaixe de talo sendo configurado para cortar o pedúnculo da planta de colheita de cana.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO
[0001] A presente invenção se refere a colheitadeiras agrícolas e, mais particularmente, a colheitadeiras para colher colheitas de colmo ou tipo colmo.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
[0002] Dois tipos conhecidos de colheitas tipo colmos no mercado da América do Norte são cana de açúcar e sorgo. Outras colheitas tipo colmo ou colmo estão recentemente recebendo mais atenção com maior interesse em bioenergia tal como miscanthus, cana biomassa e cana do reino. Durante a colheita de cana de açúcar, é de conhecimento "podar o topo" da planta de colheita de cana de açúcar cortando a porção do topo da planta usando uma ponteira de corte separada e deixando que o topo da planta simplesmente caia no solo.
[0003] Sorgo é um principal grão de cereal que é uma das colheitas mais antigas conhecidas e é usado como um alimento básico em muitos lugares na África e Ásia. Sorgo é uma principal colheita de grãos alimentícios nos Estados Unidos, México, Argentina, Austrália e África do Sul. Acredita- se que sorgo foi introduzido nos Estados Unidos nos anos mil e setecentos e alguns acreditam que Benjamin Franklin introduziu a primeira colheita de sorgo em grão. A semente de sorgo em grão é a menor das colheitas de campa plantadas na primavera, tais como milho e feijão.
[0004] Sorgo é um membro da família das gramíneas que é classificado em quatro grupos, estes sendo: sorgos em grãos, sorgos gramíferos, sorgos sacarinos e sorgo-vassoura. Sorgo cresce para os galhos ou os ramos de agrupamento de sementes com suas fibras sendo usadas para fabricação de vassouras. Sorgos sacarinos crescem para a produção de xarope de sorgo que é produzido a partir de sucos prensados de colmos que são então subsequentemente fervidos na espessura adequada. Alimentação e silagem de animal podem também ser feitas a partir de sorgos sacarinos. Sorgos gramíneos crescem para alimentação e feno verde, geralmente atingindo 10 pés (3,05 metros) de altura. Sorgos em grãos crescem especialmente para suas sementes duras redondas. Alguns sorgos em grão crescem até 15 pés (4,57 metros) ou mais de altura, com a semente sendo usada como grão semente e a planta utilizada para ensilagem. Praticamente todos os sorgos em grão são muito menores que os outros três tipos de sorgo e como tal os dispositivos de coleta usados para coletar sorgo em grão típico em semente não são ideais para coletar semente de colheitas de colmo muito pequenas.
[0005] O uso de sorgo para a produção de etanol tem dado ênfase adicional à economia de produção de sorgo. É de conhecimento coletar grão de sorgo utilizando uma ponteira de grão regular em uma combinada que é utilizada para cortar as panículas do sorgo e então processar as panículas através da porção de trilhagem de uma combinada. Um acessório de colheita em fileira pode ser utilizado para ajudar na coleta e admissão da colheita. O acessório de colheita em fileira se encaixa na frente da barra de corte da ponteira de grãos e tem pontos de coleta, correntes de coleta e ancinho para feno com rodas como uma ponteira de colheitadeira de forragem. Colmos de sorgo geralmente ficam presos e estrangulam os sacudidores de uma combinada, causando inconveniência e perda de tempo na sua limpeza. Colmos de sorgo em grão são menores e normalmente mais úmidos para colher do que colmos de milho, e são mais propensos a ser picados para cima e distribuídos no tanque graneleiro. Peças de colmo retornam para o cilindro nos refugos e podem exacerbar esta condição. Para lidar com esta situação, a seção de debulha pode ser coberta com uma placa metálica para manter os colmos fora do fluxo de retorno para o cilindro.
[0006] Para a colheita de colmo de sorgo, colheitadeiras de cana de açúcar podem ser utilizadas, que cortam o colmo em segmentos para transporte para um vagão para processamento posterior. Colheitadeiras de cana de açúcar podem incluir uma ferramenta de corte superior para o corte da porção das sementes da cana de açúcar. A porção das sementes da planta de colheita de cana de açúcar é descartada neste sistema de colheita, uma vez que tem baixo teor de açúcar. Na operação de colheita, é vantajoso usar uma altura de corte que seja substancialmente próxima da superfície do solo para otimizar a quantidade de colmos colhida, e também alta o suficiente para minimizar qualquer dano no equipamento pelo contato com o solo. Um outro problema com a colheita de colmo muito próxima do solo resulta em maior dano na planta, diminuindo assim a produtividade a longo prazo da plantação de cana.
[0007] O que é necessário na tecnologia é uma colheitadeira de colheita de sorgo ou de colmo ou tipo colmo que remova e processe a semente de uma maneira efetiva e eficiente.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[0008] A invenção em uma forma é voltada para uma colheitadeira agrícola para colher uma colheita de colmo que tem um dispositivo inferior de coleta de material de colheita. A colheitadeira agrícola tem uma direção de deslocamento e a colheitadeira agrícola tem um chassi e um dispositivo superior de coleta de material de colheita acoplado no chassi. O dispositivo superior de coleta de material de colheita inclui pelo menos um dispositivo móvel e um dispositivo de corte de colmo. O pelo menos um dispositivo móvel é configurado para dobrar substancialmente um colmo de uma planta de colheita à medida que o pelo menos um dispositivo móvel se move. O pelo menos um dispositivo de válvula é adicionalmente configurado para dobrar a panícula da planta de colheita de colmo em uma direção substancialmente oposta à direção de deslocamento. O dispositivo de corte de colmo fica posicionado próximo ao pelo menos um dispositivo móvel. O dispositivo de encaixe de colmo sendo configurado para cortar o pedúnculo da planta de colheita de colmo.
[0009] A invenção em uma outra forma está voltada para um dispositivo superior de coleta de material de colheita acoplável a uma colheitadeira agrícola para colher uma colheita de colmo, que tem um chassi no qual é anexado um dispositivo inferior de coleta de material de colheita. A colheitadeira agrícola tem uma direção de deslocamento. O dispositivo superior de coleta de material de colheita inclui pelo menos um dispositivo móvel e um dispositivo de corte de colmo. O pelo menos um dispositivo móvel é configurado para circundar substancialmente um colmo de uma planta de colheita à medida que o pelo menos um dispositivo móvel se move. O pelo menos um dispositivo móvel é adicionalmente configurado para dobrar a panícula da planta de colheita de colmo em uma direção substancialmente oposta à direção de deslocamento. O dispositivo de corte de colmo fica posicionado próximo ao pelo menos um dispositivo móvel. O dispositivo de encaixe de colmo sendo configurado para cortar o pedúnculo da planta de colheita de colmo.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[00010] A figura 1 é uma vista lateral de uma modalidade de uma colheitadeira agrícola da presente invenção; A figura 2 é uma vista de topo da colheitadeira mostrada na figura 1 ilustrando o descarregamento simultâneo tanto de material de colheita de semente quanto do material de colheita de biomassa; A figura 3 é uma vista lateral parcialmente seccional de uma modalidade de uma colheitadeira de semente da presente invenção; e A figura 4 é uma vista de topo da colheitadeira de semente mostrada na figura 3.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
[00011] Referindo-se agora às figuras 1 e 2, está mostrada uma modalidade de uma máquina agrícola na forma de uma colheitadeira 10 para uma colheita tipo colmo 12 incluindo tanto material de colheita de biomassa 14 quanto panículas de planta superiores 16. O material de colheita de biomassa 14 pode incluir tanto colmos quanto folhas, cada um dos quais pode ter valor para certas aplicações, tais como alimentação de criação, produção de açúcar, produção de etanol, etc. Na modalidade mostrada, a colheita 12 é uma colheita de colmo de sorgo sacarino, mas poderia ser um tipo diferente de colheita.
[00012] A colheitadeira 10 geralmente inclui uma unidade de base 18 que leva tanto um subsistema de colheita de biomassa 20 quanto um subsistema de colheita de semente 22. Cada um dos subsistemas de colheita de biomassa 20 e do subsistema de colheita de semente 22 é suportado pela armação ou chassi da unidade base 18, com o subsistema de colheita de semente 22 sendo posicionado geralmente acima do subsistema de colheita de biomassa 20. O subsistema de colheita de biomassa 20 é usado para colher o material de colheita de biomassa 14, e o subsistema de colheita de semente 22 é usado para separadamente e independentemente colher e processar semente das panículas de planta 16. O subsistema de colheita de semente 22 é também referido como um dispositivo superior de colheita de material de colheita 22 e o subsistema de colheita de biomassa 20 é também referido como o dispositivo inferior de coleta de material de colheita 20.
[00013] Mais particularmente, o subsistema de colheita de biomassa 20 tem um trajeto de fluxo geral 26 de material de colheita de biomassa 14 através da colheitadeira 10 (figura 1) que fica abaixo de um trajeto de fluxo geral 28 de semente a partir das panículas de planta 16 através do subsistema de colheita de semente 22. Os trajetos de fluxo separados 26 e 28 permitem que o material de colheita de biomassa 14 e o material de colheita de semente provenientes das panículas de planta 16 sejam processados separadamente e descarregados da colheitadeira 10.
[00014] O subsistema de colheita de biomassa 20 inclui uma colheitadeira de biomassa 24 suportada pela unidade de base 18. A colheitadeira de biomassa 24 inclui um cortador de base 30 que corta os colmos de colheita 12 próximos ao nível do solo. O subsistema de colheita de biomassa 20 inclui adicionalmente um conjunto de rolos de alimentação 32, unidade picadora 34, recipiente de armazenamento temporário 36 (também referido como uma "cesta elevadora"), elevador 38 e extrator secundário 40. Todos dos rolos de alimentação 32, unidade picadora 34, elevador 38 e extrator secundário 40 são de construção convencional em uma colheitadeira de cana de açúcar e assim não serão descritos aqui com detalhes. Por exemplo, a unidade picadora 34 pica os colmos do material de colheita de biomassa em segmentos de tamanhos predeterminados.
[00015] Entretanto de acordo com um aspecto da presente invenção, o recipiente de armazenamento temporário 36 no lado à jusante da unidade picadora 34 permite contenção temporária do material de colheita de biomassa 14 antes de ser descarregado do extrator secundário 40 em um vagão basculante 42 ou outro recipiente portátil adequado (figura 1). A capacidade de conter temporariamente o material de colheita de biomassa a bordo da colheitadeira 10 pode ser benéfica, por exemplo, durante abertura em um campo onde o vagão basculante 42 não pode ser conduzido paralelamente à colheitadeira 10.
[00016] O subsistema de colheita de semente 22 em geral inclui uma colheitadeira de semente 44, tanque de armazenamento de grão 46 e dispositivo de transporte de descarga 48. O dispositivo de transporte de descarga 48 é usado para descarregar a semente processada do tanque de armazenamento de grão 46 em um vagão basculante 50 ou outro recipiente portátil adequado (figura 1). Na modalidade ilustrada, o dispositivo de transporte de descarga 48 é configurado como um sem-fim, mas poderia também ser configurado, por exemplo, como uma correia transportadora ou corrente transportadora.
[00017] O tanque de armazenamento de grão 46 é suportado a bordo da unidade de base 18, preferivelmente na frente da estação do operador 52 na unidade de base 18. O tanque de armazenamento de grão 46 pode ser construído com uma forma adequada (tal como uma forma retangular com uma base em V) de um material adequado (tal como um metal ou plástico). Um sem-fim transversal 54 posicionado na base em V move a semente processada em direção ao dispositivo de transporte de descarga 48. O sem-fim transversal 54 e o dispositivo de transporte de descarga 48 podem ser acionados usando um único atuador, tal como uma chave eletrônica em um painel de consolo dentro da estação do operador 52.
[00018] A colheitadeira de semente 44 fica posicionada acima e para a frente do cortador de base 30 (em relação à direção de trabalho da colheitadeira 10). A colheitadeira de semente 44 geralmente inclui uma unidade de remoção de semente 56 e dispositivo de transporte de semente 58. O dispositivo de transporte de semente 58 transporta a semente ou panículas de planta da colheitadeira de semente 44 para a unidade de base 18 para processamento posterior dentro do subsistema de colheita de semente 22. Na figura 1, o dispositivo de transporte de semente 58 pode ser configurado como um sem-fim 58 para transportar sementes para a unidade de base 12. Também, o dispositivo de transporte de semente 58 pode ser configurado como uma correia transportadora 58 para transportar panículas de planta para a unidade de base 12, como ilustrado na figura 3. Entretanto, o dispositivo de transporte de semente 58 pode ser configurado de forma diferente, dependendo da aplicação, tal como uma correia com castanhas, etc.
[00019] A unidade de remoção de semente 56 colhe a semente das panículas de planta 16, cortando e subsequentemente processando toda a panícula de planta 16. Referindo-se às figuras 3 e 4, está mostrada uma unidade de remoção de semente 56 incluindo um cortador de panícula de planta 62 para cortar panículas de planta 16 dos colmos de colheita 12.
[00020] Durante uma operação no campo, e referindo-se às figuras 3 e 4, panículas de planta 16 são cortadas da colheita 12 usando o cortador de panícula de planta 62. As sementes são mantidas em um túnel de coleta de grão 64, que pode acomodar uma altura variada da unidade de remoção de semente 56, e assim acomodar uma orientação angular variável em relação ao dispositivo de transporte de semente 58. As panículas de planta são transportadas através do dispositivo de transporte de semente 58 de forma que as sementes possam ser removidas das panículas de planta usando um conjunto de trilhagem adequado a bordo da unidade de base 18. A semente trilhada e limpa é então depositada no tanque de armazenamento de grão 46 onde ela é mantida até ser descarregada da unidade de base 18 usando o dispositivo de transporte de descarga 48. Simultaneamente, o material de colheita de biomassa (isto é, colmos e folhas) é alinhado com o bico 66, cortado com a unidade base 18, transportado para a unidade picadora 34 usando rolos de alimentação 32 e depositado no recipiente de armazenamento temporário 36. O material de colheita de biomassa pode então ser seletivamente descarregado do recipiente de armazenamento temporário 36 por um operador através do encaixe do elevador 38 e do extrator secundário 40.
[00021] Os colmos de colheita 12 incluem um pedúnculo 68, que é geralmente definido como a seção do colmo entre a folha mais superior da colheita 12 e a panícula 16. As folhas da colheita 12 sendo omitidas por questão de clareza. A unidade de remoção de semente 56 inclui dispositivos móveis 70 na forma de correntes de coleta 70 nos quais é anexada uma pluralidade de dedos 72. Os dedos 72 são conectados em correntes 70 e são configurados para se encontrarem de uma maneira tal a formar áreas de aderência 74 que circundam substancialmente o colmo da colheita 12 à medida que os colmos são coletados em direção à ponteira de corte de semente 62. Ponteiras de corte de semente 62 incluem arestas afiadas 76 e giram substancialmente em torno de eixos verticais 78, sendo configuradas para cortar pedúnculo 68 dos colmos. As porções não afiadas 80 estendem-se a partir dos cortadores 62 enquanto as arestas afiadas 76 cortam o colmo. As sementes, bastante conectadas nas panículas de planta 16, são coletadas pelo túnel de coleta de grão 64 e transportadas para uma área de contenção por meio do dispositivo de transporte de semente 58.
[00022] O túnel de coleta de grão 64 inclui uma placa de topo 82, uma placa de suporte 84 e uma placa de fundo 86. Articulações 88 permitem que as placas 82, 84 e 86 movam-se à medida que o dispositivo de transporte de semente 58 pode ser reposicionado para acomodar diferentes alturas de colheita 12 e especificamente as localizações das panículas 16. O dispositivo de transporte de semente 58, que pode, por exemplo, ser na forma de um transportador ou sem-fim, tem uma abertura que corresponde a uma abertura na placa de fundo 86 de forma que grão coletado no túnel de coleta de grão 64 possa ser transportado dele. Embora a placa de fundo 86 esteja mostrada ao longo da aresta superior do dispositivo de transporte de semente 58, ela pode ficar localizada ao longo do lado do dispositivo de transporte de semente 58 e pode ser inclinada para direcionar o grão para o dispositivo de transporte de semente 58. O túnel de coleta de grão 64 também tem lados que são geralmente paralelos à direção de movimento da colheitadeira 10 e podem ser na forma de uma placa ou elemento flexível configurado para adaptar-se ao movimento das placas 82, 84 e 86.
[00023] Tendo sido descrita a modalidade preferida, ficará aparente que várias modificações podem ser feitas sem fugir do escopo da invenção, definido nas reivindicações anexas.

Claims (14)

1. Colheitadeira agrícola (10) para colher uma colheita de colmo que tem um dispositivo inferior de coleta de material de colheita (20), a referida colheitadeira agrícola (10) tendo uma direção de deslocamento, caracterizada pelo fato de que a colheitadeira agrícola (10) compreende: um chassi; e um dispositivo superior de coleta de material de colheita (22) acoplado no chassi, o dispositivo superior de coleta de material de colheita (22) incluindo: pelo menos um dispositivo móvel (70) sendo configurado para circundar um colmo de uma planta de colheita à medida que o pelo menos um dispositivo móvel (70) se move, o dito pelo menos um dispositivo móvel (70) sendo adicionalmente configurado para dobrar a panícula (16) da planta de colheita de colmo em uma direção oposta à direção de deslocamento; um túnel de coleta de grão (64) posicionado adjacente ao pelo menos um dispositivo móvel (70); um dispositivo de corte de colmo (62) posicionado próximo ao pelo menos um dispositivo móvel (70), o dispositivo de corte de colmo (62) sendo configurado para cortar o pedúnculo da planta de colheita de colmo; e um elemento de suporte conectando o dito chassi ao dispositivo superior de coleta de material de colheita (22), aquele elemento de suporte incluindo um dispositivo interno de movimentação de grão (58) para receber as panículas (16) e grão do túnel de coleta de grão (64), o elemento de suporte sendo configurado para mudar uma altura que o dispositivo superior de coleta de material de colheita (22) fica acima do solo, mantendo ainda o pelo menos um dispositivo móvel (70) paralelo ao solo.
2. Colheitadeira agrícola (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o pelo menos um dispositivo móvel (70) incluir uma pluralidade de placas coletoras incluindo uma primeira placa coletora e uma segunda placa coletora, o colmo sendo circundado pela primeira placa coletora e pela segunda placa coletora antes de o colmo encontrar o dispositivo de corte de colmo (62).
3. Colheitadeira agrícola (10), de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de o dispositivo de corte de colmo (62) incluir pelo menos uma lâmina circular que tem uma pluralidade de protuberâncias (76) se estendendo a partir da mesma, as protuberâncias (76) sendo configuradas para cortar o colmo.
4. Colheitadeira agrícola (10), de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de a lâmina girar em torno de um eixo vertical (78).
5. Colheitadeira agrícola (10), de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de a lâmina ficar localizada abaixo do pelo menos um dispositivo móvel (70), as protuberâncias (76) da lâmina tendo cada qual uma aresta afiada apenas ao longo de pelo menos uma dentre arestas dianteira e traseira.
6. Colheitadeira agrícola (10), de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o túnel de coleta de grão (64) fica posicionado adjacente à lâmina para receber a panícula (16) da planta de colheita de colmo e grão.
7. Colheitadeira agrícola (10), de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de o túnel de coleta de grão (64) incluir uma placa de topo (82), uma placa de suporte (84) e uma placa de fundo (86), tal placa de topo (82) sendo conectada articuladamente na placa de suporte (84), tal placa de suporte (84) sendo conectada articuladamente na placa de fundo (86).
8. Dispositivo superior de coleta de material de colheita (22) acoplável a uma colheitadeira agrícola (10) para colher uma colheita de colmo que possui um chassi no qual é anexado um dispositivo inferior de coleta de material de colheita (20), a colheitadeira agrícola (10) tendo uma direção de deslocamento, tal dispositivo (22) caracterizado pelo fato de que compreende: pelo menos um dispositivo móvel (70) sendo configurado para circundar um colmo de uma planta de colheita à medida que o pelo menos um dispositivo móvel (70) se move, o dito pelo menos um dispositivo móvel (70) sendo adicionalmente configurado para dobrar a panícula (16) da planta de colheita de colmo em uma direção oposta à direção de deslocamento; um túnel de coleta de grão (64) posicionado adjacente ao pelo menos um dispositivo móvel (70); um dispositivo de corte de colmo (62) posicionado próximo ao pelo menos um dispositivo móvel (70), o dispositivo de corte de colmo (62) sendo configurado para cortar o pedúnculo da planta de colheita de colmo; e um elemento de suporte conectando o dito chassi ao dispositivo superior de coleta de material de colheita (22), aquele elemento de suporte incluindo um dispositivo interno de movimentação de grão (58) para receber as panículas (16) e grão do túnel de coleta de grão (64), o elemento de suporte sendo configurado para mudar uma altura que o dispositivo superior de coleta de material de colheita (22) fica acima do solo, mantendo ainda o pelo menos um dispositivo móvel (70) paralelo ao solo.
9. Dispositivo superior de coleta de material de colheita (22), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um dispositivo móvel (70) inclui uma pluralidade de placas coletoras incluindo uma primeira placa coletora e uma segunda placa coletora, o colmo sendo circundado pela primeira placa coletora e pela segunda placa coletora antes de o colmo encontrar o dispositivo de corte de colmo (62).
10. Dispositivo superior de coleta de material de colheita (22), de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de corte de colmo (62) inclui pelo menos uma lâmina circular que tem uma pluralidade de protuberâncias (76) se estendendo a partir da mesma, aquelas protuberâncias (76) sendo configuradas para cortar o colmo.
11. Dispositivo superior de coleta de material de colheita (22), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a lâmina gira em torno de um eixo vertical (78).
12. Dispositivo superior de coleta de material de colheita (22), de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a lâmina fica localizada abaixo do pelo menos um dispositivo móvel (70), as protuberâncias (76) da lâmina tendo cada qual uma aresta afiada apenas ao longo de pelo menos uma dentre arestas dianteira e traseira.
13. Dispositivo superior de coleta de material de colheita (22), de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o túnel de coleta de grão (64) fica posicionado adjacente à lâmina para receber a panícula (16) da planta de colheita de colmo e grão.
14. Dispositivo superior de coleta de material de colheita (22), de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o túnel de coleta de grão (64) inclui uma placa de topo (82), uma placa de suporte (84) e uma placa de fundo (86), tal placa de topo (82) sendo conectada articuladamente na placa de suporte (84), tal placa de suporte (84) sendo conectada articuladamente na placa de fundo (86).
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