ITRM20110680A1

ITRM20110680A1 - DEVICE AND METHOD FOR SAMPLING ANALYSIS OR THERAPY INTERVENTION WITHIN THE VEGETABLE SPECIES

Info

Publication number: ITRM20110680A1
Application number: IT000680A
Authority: IT
Inventors: Marco Fedrizzi; Mauro Pagano; Luigi Pansini; Daniele Pochi
Original assignee: Marco Fedrizzi; Mauro Pagano; Luigi Pansini; Daniele Pochi
Priority date: 2011-12-22
Filing date: 2011-12-22
Publication date: 2012-03-22

Description

â€œDispositivo e metodo per interventi di campionamento, analisi o terapia all'interno del fusto di specie vegetaliâ€ â € œDevice and method for sampling, analysis or therapy interventions inside the stem of plant speciesâ €

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Gli interventi eseguiti all' del fusto di specie vegetali di grandi dimensioni, si rendono necessari per eseguire indagini diagnostiche dello stato sanitario, eseguire interventi terapeutici all'interno del fusto a seguito di attacchi di parassiti animali o fungini, eseguire indagini sulla stabilitÃ delle piante di alto fusto. Questi interventi terapeutici trovano largo utilizzo in trattamenti di piante di alto fusto e, allo stato attuale della tecnica nota, vengono praticati in due fasi separate e distÃ¬nte: The interventions carried out on the stem of large plant species are necessary to perform diagnostic investigations of the health status, perform therapeutic interventions inside the stem following attacks by animal or fungal parasites, carry out investigations on the stability of the plants. tall trunk. These therapeutic interventions are widely used in treatments of tall trees and, in the current state of the known technique, are practiced in two separate and distant phases:

1) attraverso l'uso di un comune trapano elettrico dotato di una punta di idonee dimensioni viene praticato un foro nel fusto dell'albero, all'altezza di circa 1,2 - 1,4 m da terra (a petto d'uomo); 1) through the use of a common electric drill equipped with a tip of suitable size, a hole is made in the trunk of the tree, at a height of about 1.2 - 1.4 m from the ground (human chest) ;

2) nel foro viene collocato un ago collegato ad un dispositivo di pompaggio attraverso il quale viene iniettato a pressione un determinato quantitativo di soluzione acquosa di insetticida nel fusto. 2) a needle connected to a pumping device is placed in the hole through which a determined quantity of aqueous solution of insecticide is injected into the stem.

La soluzione acquosa, cosÃ¬ iniettata, penetra nei tessuti vegetali, viene traslocata attraverso i fasci vascolari e raggiunge ogni parte della pianta. Nel fusto di specie vegetali l'invenzione permette di raggiungere i tessuti interni delle piante tramite la perforazione ed il successivo inserimento degli idonei mezzi, attrezzi, dispositivi o sensori per effettuare: The aqueous solution, thus injected, penetrates the plant tissues, is translocated through the vascular bundles and reaches every part of the plant. In the stem of plant species the invention allows to reach the internal tissues of the plants through the perforation and subsequent insertion of suitable means, tools, devices or sensors to carry out:

1) interventi di endoterapia tramite l'iniezione di fitofarmaci all'interno del fusto di specie vegetali; 1) endotherapy interventions through the injection of pesticides into the stem of plant species;

2) rilievi endoscopici per diagnosticare la presenza di alterazioni dei tessuti con l'inserimento di idonei sensori ottici per rilievi fotografici o l'ispezione di cavitÃ interne al fusto provocate da parassiti o da altre cause; 2) endoscopic surveys to diagnose the presence of tissue alterations with the insertion of suitable optical sensors for photographic surveys or the inspection of cavities inside the stem caused by parasites or other causes;

3) rilievi endofonici per diagnosticare la presenza di insetti, artropodi o altri animali con inserimento di idonei sensori acustici. 3) endophonic measurements to diagnose the presence of insects, arthropods or other animals with the insertion of suitable acoustic sensors.

Il dispositivo permette di effetuare le suddete operazioni con un solo elemento che svolge sia la funzione di perforazione sia le funzioni di guida e supporto dei sensori o di dispositivo di iniezione per fitofarmaci, senza la necessitÃ di sostituire alcun utensile. Infatti il dispositivo permete di effetuare interventi di endoterapia con il medesimo elemento che svolge in successione sia la funzione di perforazione sia quella di iniezione, senza la necessitÃ di sostituire alcun utensile. Il dispositivo permete di effetuare interventi di endoscopia tramite la perforazione del fusto ed il successivo inserimento nella cavitÃ della punta di perforazione di una comune microtelecamera dotata di dispositivo di illuminazione per l'osservazione degli strati di tessuto vegetale appena perforati. In abbinamento con il dispositivo denominato â€œnaso elettronicoâ€ l'invenzione permete di effetuare campionamenti delle componenti chimiche gassose che sono presenti negli strati di tessuto vegetale profondi allo scopo di rilevare tracce chimiche della presenza di insetti o funghi parassiti. L'invenzione consiste in un dispositivo (disegno 1) costituito da un gruppo mobile che permete l'operativitÃ di una punta di perforazione consentendo ad essa sÃ¬a la rotazione atorno al proprio asse longitudinale sia l'avanzamento lungo la direzione dello stesso asse. L'intero dispositivo puÃ² essere sostenuto con le braccia da un operatore oppure, in condizioni difficili come nel caso di un intervento di endoterapia nello stipite di una palma infestata dal Rynchophorus ferrugineus, puÃ² essere installato all'estremitÃ di un braccio idraulico sostenuto ed azionato da un camion o altra macchina. In questo caso, per poter operare a distanza, il dispositivo potrÃ essere dotato anche di una o piÃ¹ comuni telecamere per consentire una chiara visione dell'operativitÃ in remoto. Il gruppo mobile si compone di una struttura di sostegno (disegno 3 elementi 1, 2, 3) cui sono fissati il motore della punta (4), la pompa per lâ€™immissione del fitofarmaco (10) e la chiocciola trapezoidale (16) con il relativo supporto (17) per lâ€™avanzamento del gruppo mobile aUâ€™intemo del gruppo fisso. La punta (9) viene azionata dal motore tramite la coppia di ingranaggi (5, 6) ed Ã ̈ supportata da un cuscinetto a sfere (7) fissato nel proprio portacuscinetto (8). Il fitofarmaco Ã ̈ contenuto in un serbatoio (11) fissato nella parte bassa della struttura di sostegno; questo serbatoio Ã ̈ collegabile ad uno esterno di maggiore capacitÃ quando necessario. Tramite i raccordi (12) e il tubo (13), il fitofarmaco viene prelevato dal serbatoio e immesso, attraverso i raccordi girevoli (14) e il tubo (15) nella punta, dotata di un foro assiale e, all'estremitÃ , di una serie di fori per lâ€™uscita del fitofarmaco verso i tessuti della pianta. I cuscinetti a strisciamento (18) servono a permettere lo scorrimento del gruppo mobile sulle guide cilindriche del gruppo fisso. Il gruppo mobile (visibile al centro del disegno 2) puÃ² avanzare e indietreggiare all 'interno della struttura di sostegno esterna (disegno 2 elementi 1, 2, 3, 12), per mezzo della vite trapezoidale (6), mossa dal motore (5), scivolando sulle guide (4). La vite Ã ̈ cÃ²llegata alla piastra (3) della struttura di sostegno tramite il cuscinetto (7), il supporto di questâ€™ultimo (8) ed una flangia di bloccaggio (13). I fondo corsa (9) evitano gli urti del gruppo mobile sulla struttura di sostegno. La parte conica (10) permette di accostare lâ€™utensile alla pianta quando la punta Ã ̈ ancora in posizione ritratta. Per evitare la fuoriuscita del fitofarmaco questo particolare Ã ̈ dotato di guarnizioni tipo o-ring o simili (11). La parte inferiore (1) della struttura di sostegno, rinforzata da nervature longitudinali, Ã ̈ aperta per permettere il passaggio di cavi e tubi verso il gruppo mobile. Nellâ€™immagine successiva si vede la struttura completa privata del carter superiore di chiusura. Nelle immagini seguenti sono illustrate due sezioni della punta che mostrano (disegno 4 ) il codolo con lâ€™ingressb del fitofarmaco ed un dettaglio della punta (disegno 5) che permette la diffusione del fitofarmaco allâ€™interno del foro praticato prima dell'estrazione della punta dal fusto della pianta trattata. Nel caso in cui la quantitÃ di liquido da iniettare superi la capacitÃ del serbatoio Ã ̈ possibile applicare al codolo della punta una tubazione per collegarla con una pompa dotata di un serbatoio di capacitÃ adeguata, situata sul camion di sostegno del braccio idraulico. Al fine di impedire la fuoriuscita all'esterno della soluzione liquida contenente fitofarmaci nel corso dell'erogazione, il gambo della punta presenta una porzione conica con diametro maggiore che venendo in contatto con il bordo del foro garantirÃ la tenuta idraulica. Al termine dell'erogazione del fitofarmaco la punta di perforazione durante la sua estrazione dal fusto potrÃ essere ruotata nel senso opposto a quello di perforazione: ciÃ² consente di spingere all'interno del fusto i trucioli presenti nelle scanalature della punta, permettendo di chiudere il foro con materiale vegetale autoctono. L'invenzione, attraverso l'accoppiamento con idonei sensori potrÃ operare in modalitÃ semiautomatica rendendo cosi possibile prevedere l'impostazione di valori di profonditÃ di perforazione, di durata dell'erogazione di fitofarmaco e della modalitÃ di estrazione della punta dal fusto. Qualora l'iniezione della soluzione di fitofarmaco dovesse durare a lungo, la punta di perforazione ed iniezione potrÃ essere svincolata dal dispositivo, lasciata in sede e collegata alla tubazione di adduzione della soluzione. In tal modo, con l'utilizzo di stazioni di pompaggio indipendenti, sarÃ possibile programmare e protrarre l'iniezione per il tempo necessario. La punta di perforazione ed iniezione potrÃ essere realizzata con una porzione in metallo di ridotte dimensioni (la sola estremitÃ tagliente) ed il corpo principale, dotato delle scanalature di espulsione dei trucioli e del foro assiale, in materiale composito realizzato, ad esempio, con plastica biodegradabile e fibre di carbonio e/o kevlar. In tal modo la punta di perforazione ed iniezione potrÃ essere lasciata in sede per chiudere il foro praticato allo scopo di impedire l'ingresso di insetti o agenti patogeni. Allo scopo di evitare danni a particolari tessuti ed organi della pianta, vale il giÃ citato inserimento di un sensore di coppia abbinato al sistema di avanzamento della punta. Nel momento in cui viene rilevata una diminuzione della resistenza di penetrazione della punta al di sotto di una soglia preimpostata, un segnale in feed-back determinerÃ lâ€™immediato arresto dellâ€™avanzamento della punta stessa. Per integrare l'informazione su tale aspetto, Ã ̈ possibile dotare il sistema di una telecamera auto-illuminante di tipo endoscopico, che, attraverso un monitor, indichi allâ€™operatore esperto il raggiungimento della zona idonea per l'erogazione del fitofarmaco. Tale telecamera potrÃ essere utilizzata anche durante la lenta rotazione della punta consentendo di controllare tutta la zona circostante. La presente invenzione Ã ̈ stata descritta a titolo illustrativo, ma non limitativo, secondo sue forme preferite di realizzazione, ma Ã ̈ da intendersi che variazioni e/o modifiche potranno essere apportate dagli esperti del ramo senza per questo uscire dal relativo ambito di protezione, come definito dalle rivendicazioni allegate. The device allows the above operations to be carried out with a single element that performs both the drilling function and the functions of guiding and supporting the sensors or injection device for pesticides, without the need to replace any tools. In fact, the device allows to carry out endotherapy interventions with the same element that performs both the perforating and the injection functions in succession, without the need to replace any tools. The device allows to carry out endoscopy interventions through the perforation of the stem and the subsequent insertion into the cavity of the perforation tip of a common micro-camera equipped with a lighting device for the observation of the layers of vegetal tissue just perforated. In combination with the device called â € œelectronic noseâ € the invention allows to carry out samplings of the gaseous chemical components that are present in the deep plant tissue layers in order to detect chemical traces of the presence of insects or parasitic fungi. The invention consists of a device (drawing 1) consisting of a mobile unit that allows the operation of a drilling bit, allowing it both to rotate around its own longitudinal axis and to advance along the direction of the same axis. The entire device can be supported with the arms by an operator or, in difficult conditions such as in the case of an endotherapy intervention in the jamb of a palm infested with Rynchophorus ferrugineus, it can be installed at the end of a hydraulic arm supported and operated by a truck or other car. In this case, in order to operate remotely, the device may also be equipped with one or more common cameras to allow a clear view of remote operation. The mobile unit consists of a support structure (drawing 3 elements 1, 2, 3) to which the tip motor (4), the pump for the introduction of the pesticide (10) and the trapezoidal scroll (16) are fixed with the relative support (17) for the advancement of the mobile unit inside the fixed unit. The tip (9) is driven by the motor through the pair of gears (5, 6) and is supported by a ball bearing (7) fixed in its bearing holder (8). The pesticide is contained in a tank (11) fixed in the lower part of the support structure; this tank can be connected to an external one of greater capacity when necessary. Through the fittings (12) and the tube (13), the pesticide is taken from the tank and introduced, through the swivel fittings (14) and the tube (15) into the tip, equipped with an axial hole and, at the end, a a series of holes for the release of the pesticide towards the plant tissues. The plain bearings (18) are used to allow the sliding of the mobile unit on the cylindrical guides of the fixed unit. The mobile unit (visible in the center of drawing 2) can move forward and backward inside the external support structure (drawing 2 elements 1, 2, 3, 12), by means of the trapezoidal screw (6), moved by the motor (5 ), sliding on the guides (4). The screw is connected to the plate (3) of the support structure by means of the bearing (7), the latter support (8) and a locking flange (13). The end stops (9) prevent collisions of the mobile unit on the support structure. The conical part (10) allows you to approach the tool to the plant when the tip is still in the retracted position. To avoid the release of the pesticide, this particular is equipped with o-ring type seals or similar (11). The lower part (1) of the support structure, reinforced by longitudinal ribs, is open to allow the passage of cables and pipes towards the mobile unit. In the next image you can see the complete structure without the upper closing cover. The following images show two sections of the tip that show (drawing 4) the tang with the entrance of the pesticide and a detail of the tip (drawing 5) that allows the spread of the pesticide inside the hole made before extraction of the tip from the stem of the treated plant. In the event that the quantity of liquid to be injected exceeds the capacity of the tank, it is possible to apply a pipe to the shank of the tip to connect it with a pump equipped with a tank of adequate capacity, located on the support truck of the hydraulic arm. In order to prevent the liquid solution containing pesticides from escaping outside during dispensing, the shank of the tip has a conical portion with a larger diameter which, coming into contact with the edge of the hole, will guarantee the hydraulic seal. At the end of the dispensing of the pesticide, the drill bit during its extraction from the stem can be rotated in the opposite direction to that of perforation: this allows the shavings present in the grooves of the tip to be pushed inside the drum, allowing the hole to be closed with native plant material. The invention, through the coupling with suitable sensors, will be able to operate in semiautomatic mode thus making it possible to foresee the setting of drilling depth values, of the duration of the pesticide dispensing and of the method of extraction of the tip from the stem. Should the injection of the pesticide solution take a long time, the drilling and injection tip can be released from the device, left in place and connected to the solution supply pipe. In this way, with the use of independent pumping stations, it will be possible to program and extend the injection for the necessary time. The drilling and injection tip can be made with a small metal portion (the cutting end only) and the main body, equipped with chip expulsion grooves and axial hole, in composite material made, for example, with plastic biodegradable and carbon and / or kevlar fibers. In this way the drill and injection tip can be left in place to close the hole made in order to prevent the entry of insects or pathogens. In order to avoid damage to particular tissues and organs of the plant, the aforementioned insertion of a torque sensor combined with the tip advancement system is valid. When a decrease in the penetration resistance of the tip is detected below a preset threshold, a feed-back signal will determine the immediate stop of the advancement of the tip itself. To integrate information on this aspect, it is possible to equip the system with an endoscopic self-illuminating camera, which, through a monitor, indicates to the expert operator that the suitable area for dispensing the pesticide has been reached. This camera can also be used during the slow rotation of the tip, allowing you to check the entire surrounding area. The present invention has been described by way of illustration, but not of limitation, according to its preferred embodiments, but it is understood that variations and / or modifications may be made by those skilled in the art without thereby departing from the relative scope of protection. as defined by the appended claims.

Claims

Claims 1) Device and method for endotherapy interventions in plant species comprising a plurality of electrical, mechanical and hydraulic components, characterized in that it comprises means for drilling the stem of plant species 2) Device and method for endotherapy interventions in plant species characterized by the fact of including means for the insertion, by injection, of liquid pesticides into the stem of plant species 3) Device and method for endotherapy interventions in plant species characterized by the fact of including auxiliary means for the endoscopic examination of deep internal layers of the stem of plant species 4) Device and method for endotherapy interventions in plant species characterized by the fact of including auxiliary means for carrying out sampling of the gaseous chemical components present in the deep inner layers of the stem of plant species 5) Device and method for endotherapy interventions in plant species characterized by the fact that it can be installed on support elements so that it can be remotely controlled in operations at great height from the ground or in operations in the presence of disturbing elements for the operator or elements limiting the space available for the operator 6) Device and method for endotherapy interventions in plant species characterized by the fact that it can be coupled to automatic control devices of the parameters of the rotation speed, the direction of rotation and the position of the drill bit (depth reached) during the work of drilling 7) Device and method for endotherapy interventions in plant species characterized by the fact that it is possible to insert pesticides into the plant stem through the cylindrical cavity present in the drilling tip 8) Device and method for endotherapy interventions in plant species characterized by the fact that it can be coupled to sensors for real-time measurement of the resistance encountered by the tip in the drilling work 9) Device and method for endotherapy interventions in plant species characterized by the fact of being able to reverse the direction of rotation of the tip 10) Device and method for endotherapy interventions in plant species characterized by the fact of using a particular drilling point which, if made entirely or in part with non-phytotoxic materials and / or with fungicidal action, at the end of the drilling work can be left in the seat of the hole made in order to obstruct it to prevent the onset of fungal diseases and the entry of insects or other animals.