SI24941A

SI24941A - Daljinsko upravljana priprava za jemanje vzorcev iz drevesnih krošenj

Info

Publication number: SI24941A
Application number: SI201500288A
Authority: SI
Inventors: Marko Bajc; Domen FinĹľgar; Jernej Brezovar; Rok Capuder; AndraĹľ Kladnik
Original assignee: Gozdarski Inĺ Titut Slovenije; Zavod 404 - Zasebni zavod za raziskave, razvoj in inovacije Ljubljana
Priority date: 2015-12-02
Filing date: 2015-12-02
Publication date: 2016-09-30
Also published as: DE102016110821A1; EP3175700B1; EP3175700A1

Abstract

Predlagani izum se nanaša na pripravo za jemanje vzorcev iz drevesnih krošenj, na primer vej, plodov, semen in podobnega, obsegajočo brezpilotni letalni napravi prigrajen sklop za odvzem vzorcev. Po predlaganem izumu je predvideno, da priprava za jemanje vzorcev obsega nosilni drog (1), priključno enoto (2), ki je prigrajena prvemu koncu nosilnega droga (1), za povezavo omenjenega droga (1) z brezpilotno letalno napravo, in delovno enoto (3), ki je prigrajena nasprotnemu koncu nosilnega droga (1).

Description

DALJINSKO UPRAVLJANA PRIPRAVA ZA JEMANJE VZORCEV IZ DREVESNIH KROŠENJ

Predlagani izum se nanaša na daljinsko upravljano pripravo za jemanje vzorcev iz drevesnih krošenj, na primer vej, plodov, semen in podobnega, obsegajočo brezpilotni letalni napravi prigrajen sklop za odvzem vzorcev.

Vzorčenje, ki zajema področje gozdnega semenarstva, genetike, fitopatologije, fiziologije, botanike in dendrologije se običajno opravlja bodisi s plezanjem na drevo, odstrelom veje z drevesa ali posekom drevesa, s katerega je potrebno odvzeti želeni vzorec, kar je v bistvu nesprejemljiv postopek. Znana pa je tudi rešitev, pri kateri se vejo, ki jo je potrebno odvzeti iz krošnje drevesa, odreže s posebnim kljukastim rezilom obešenim na brezpilotni letalni napravi. Upravljavec letalne naprave poskrbi, da se kljukasto rezilo pravilno zatakne za vejo, nakar mora letalno napravo premakniti v pravi smeri, da se veja zagozdi v omenjenem rezilu in odreže. Vzorčenje se na opisani znani način izvaja naključno, rezanje pa ni dovolj natančno. Poleg tega tovrstno vzorčenje ni primerno vdelo v strnjenem gozdu, saj se v trenutku, ko rezilo prereže vejo, odrezana veja sprosti od krošnje in vlečna rezalna sila povzroči, da se brezpilotna letalna naprava nekontrolirano premakne v smeri vlečenja,

P2151106-bi pri čemer lahko trči v krošnjo. V primeru, da je veja, ki naj bi se jo odrezalo, predebela, se kljukasto rezilo zatakne v veji in brezpilotna letalna naprava posledično obtiči v krošnji drevesa.

Naloga izuma je ustvariti daljinsko upravljano pripravo za jemanje vzorcev iz drevesnih krošenj, na primer vej, plodov, semen in podobnega, obsegajočo brezpilotni letalni napravi prigrajen rezalni sklop, s katero so odpravljene pomanjkljivosti znanih rešitev.

Zadana naloga je po predlaganem izumu rešena s tem, da daljinsko upravljana priprava za jemanje vzorcev iz drevesnih krošenj, na primer vej, plodov, semen in podobnega, obsega brezpilotni letalni napravi prigrajen sklop za odvzem vzorcev. Omenjena priprava za jemanje vzorcev obsega nosilni drog, katerega prvemu koncu je prigrajena priključna enota za povezavo omenjenega droga z brezpilotno letalno napravo. Nasprotnemu koncu omenjenega nosilnega droga je prigrajena delovna enota, ki vsebuje vsaj eno orodje za jemanje vzorcev iz drevesnih krošenj. Priprava po izumu dalje obsega sredstvo za video nadzor delovanja priprave po izumu, sredstvo za napajanje z energijo, oddajno/sprejemno sredstvo za komunikacijo med omenjeno pripravo in upravljalcem priprave, vsaj eno merilno sredstvo in na odmiku od priprave za jemanje vzorcev razporejeno upravljalno enoto.

Izum je v nadaljevanju podrobneje opisan na osnovi neomejujočega izvedbenega primera in s sklicevanjem na priloženi skici, kjer kaže sl. 1 daljinsko upravljana priprava za jemanje vzorcev iz drevesnih krošenj po izumu v tridimenzionalnem pogledu, sl. 2 priprava s sl. 1 v delnem tridimenzionalnem pogledu.

Daljinsko upravljana priprava za jemanje vzorcev iz drevesnih krošenj po izumu sestoji iz nosilnega droga 1, katerega prvemu koncu je prigrajena priključna enota 2 za povezavo z na primer brezpilotno letalno napravo, in katerega nasprotnemu koncu je prigrajena delovna enota 3. Vsaj ena od omenjenih povezav nosilnega droga 1 s priključno enoto 2 in/ali delovno enoto 3 je prednostno zasnovana na način zgibnega sklepa. Omenjeni nosilni drog 1 je lahko zasnovan kot tog enodelen drog, ali kot večdelen drog, katerega posamezni togi deli so medsebojno povezani z zgibnimi sklepi, ki omogočajo rotacijo okoli treh

P2151106-bi prostorskih osi. Vsaj eden od omenjenih zgibnih sklepov, prednostno pa vsi zgibni sklepi, so zasnovani na po sebi znan način, tako da se jih da daljinsko upravljati. Dalje je omenjeni enodelni drog 1 ali vsaj en element večdelnega droga 1 zasnovan na način teleskopa, tako da se ga da podaljšati in/ali skrajšati v vzdolžni smeri droga 1. V slednjem primeru je enodelni drog 1 oz. vsaj en element večdelnega droga 1 opremljen z gonilom, s pomočjo katerega se da enodelni drog 1 oz. vsaj en element večdelnega droga 1 raztegniti na način teleskopa oz. ga na enak način sklopiti. Omenjeno daljinsko upravljano pripravo za jemanje vzorcev se da s pomočjo upravljalne enote (na sl. ni prikazana) upravljati na daljavo, pri čemer je povezava med daljinsko upravljano pripravo za jemanje vzorcev in upravljalno enoto prednostno brezžična.

Omenjena priključna enota 2 je na po sebi znan način povezljiva z na primer brezpilotno letalno napravo, pri čemer je priključna enota 2 zasnovana na način, da se jo da v določenem primeru ločiti od brezpilotne letalne naprave. To se lahko zgodi zlasti v primeru, da se priprava po izumu zagozdi med veje krošnje, iz katere naj se odvzame vzorec, ali se brezpilotna letalna naprava nenadno in sunkovito premakne. V ta namen omenjena priključna enota 2 obsega spojni vmesnik 2.1, ki se ga pritrdi na brezpilotno letalno napravo, na primer privijači. Omenjena priključna enota 2 dalje obsega nosilni element 2.2, ki je po eni strani povezan z omenjenim nosilnim drogom 1, po drugi pa je s pomočjo spojnega-ločilnega sredstva 2.3 povezan s spojni vmesnikom 2.1. Omenjeno spojno-ločilno sredstvo 2.3 je izbrano na primer kot vzmetno obremenjeno prijemalo, zaskočno prijemalo, magnetno prijemalo, prijemalo, ki je gnano z gonilom, in podobno. Še dalje je omenjena priključna enota 2 opremljena z vsaj enim senzorjem (na sl. ni prikazan), prednostno vsaj s senzorjem sile in senzorjem pospeška, ki v primeru, da je potrebna ločitev priprave za jemanje vzorcev po izumu od brezpilotne letalne naprave, preko ločilnega sredstva 4 vplivata na sprostitev spojnega-ločilnega sredstva 2.3. Na tak način pride do prekinitve povezave med spojnim vmesnikom 2.1 in nosilnim elementom 2.2 in s tem med priključno enoto 2 in brezpilotno letalno napravo. Omenjeno ločilno sredstvo 4 je lahko izbrano kot gonilo, na primer servomotor in podobno. Seveda je mogoče daljinsko upravljano pripravo za jemanje vzorcev po izumu od letalne naprave ločiti tudi ročno preko daljinskega upravljalnika.

V primeru, da se omenjena priprava za jemanje vzorcev zagozdi med veje krošnje drevesa, jo je potrebno od letalne priprave ločiti bodisi samodejno ali ročno. Letalna naprava se pri

P2151106-bi tem zlahka vrne v svoj izhodiščni položaj, na prime pristane na tleh, medtem ko je potrebno omenjeno pripravo za jemanje vzorcev vrniti ločeno od letalne naprave. V ta namen je na omenjenem nosilnem elementu 2.2 izbiroma predvidena enota za povrnitev priprave za jemanje vzorcev. Omenjena enota za povrnitev obsega ohišje, v katerem je nameščena zvita vrvica, ki je s svojim prvim koncem povezana z omenjenim ohišjem omenjene enote za povrnitev, na drugem koncu pa ima pritrjeno utež, in mehanizem za izmet omenjene vrvice z utežjo. Omenjeno vrvico se izvrže s pomočjo izmetalnega sredstva, na primer s pomočjo vzmeti, plinske kartuše in podobno. Izmet se opravi samodejno s časovnim zamikom po ločitvi priprave za jemanje vzorcev od letalne naprave. Za zagotavljanje avtonomnosti po ločitvi od letalne naprave je omenjena enota za povrnitev opremljena z lastnim virom energije. Ob izmetu vrvice utež vleče vrvico iz ohišja in proti tlom in omogoča, da se prebije skozi veje krošnje. Upravljalec s tal z vlečenjem vrvice sprosti pripravo za jemanje vzorcev in jo povrne za nadaljnjo uporabo.

Omenjena delovna enota 3 sestoji iz ogrodja 5 orodja in vsaj enega orodja 6, pritrjenega na omenjenem ogrodju 5. Omenjeno vsaj eno orodje 6 je lahko izbrano kot rezalno sredstvo 6', na primer škarje, in/ali zgrabilno sredstvo 6, na primer klešče, in/ali podobno. Vsakokratno omenjeno sredstvo 6', 6 oz. orodje 6 je zasnovano iz dveh medsebojno gibljivih delov, ki se ju da primikati in odmikati drugega glede drugega. Po eden od omenjenih gibljivih delov vsakokratnega orodja 6, v prikazanem izvedbenem primeru spodnji deli vsakokratnega orodja 6, so medsebojno togo povezani, tako da se lahko sočasno vpliva nanje. Poleg tega je na omenjenem ogrodju 5, prednostno v območju orodja 6, razporejeno v smislu ležeče črke V zasnovano vodilo 7 za sprejem in vodenje veje, ki jo je potrebno odrezati, v območje rezanja in/ali držanja vsakokratnega orodja 6. Omenjeno vodilo 7 je lahko zasnovano kot ločen element, ki je pritrjen neposredno na ogrodju 5. V alternativnem izvedbenem primeru je lahko vodilo 7 zasnovano kot podaljšek konice vsaj enega omenjenega orodja 6 (na sl. 1 prikazano s črta-pikčasto črto).

Vsakokratno orodje 6 oz. vsakokratno sredstvo 6', 6 se da ročno napeti s pomočjo napenjalnega mehanizma 8, pri čemer se omenjeno napenjanje orodja 6 opravi na tleh pred vzletom, tako da je orodje 6 ob vzletu v napetem stanju. Mogoča pa je tudi motorizirana zasnova napenjalnega mehanizma 8, tako da omenjeno orodje 6 ob vzletu letalne naprave ni napeto in se ga napne, ko je letalna naprava že v zraku. Takšna izvedba napenjalnega mehanizma 8 omogoča večkratno napenjanje orodja 6, na primer v primeru neuspešnega

P215U06-bi reza veje v prvem poskusu. Napeti napenjalni mehanizem 8 se da sprožiti s pomočjo sprožilnega mehanizma 9, ki ga aktivira sprožilno sredstvo 10, na primer servomotor ali podobno. Omenjeni sprožilni mehanizem 9 je lahko izbran na primer kot zgibno povezano drogovje, žična pletenica in podobno. Omenjeni napenjalni mehanizem 8 je zasnovan iz s para napenjalnih ročic 8', 8, katerih prva ročica 8' je togo povezana s prvim gibljivim delom orodja 6 in katerih druga ročica 8 je togo povezana z drugim gibljivim delom orodja 6. Med omenjenima ročicama 8', 8 je napeto elastično sredstvo 11, na primer natezna vzmet, ki se jo da napeti s pomočjo omenjenega napenjalnega mehanizma 8. Dalje je vsakokratno orodje 6, na strani, ki leži proč od rezalnega ali prijemalnega odseka orodja

6, to je v bistvu na strani nekakšnih ročajev orodja 6, opremljeno s parom držalnih drogov

12, ki držita orodje 6 v odprtem položaju, kadar je le-to napeto s pomočjo omenjenega napenjalnega mehanizma 8. Omenjeni vsakokratni par držalnih drogov 12 je po eni strani medsebojno zgibno povezan, po drugi pa sta prosta konca držalnih drogov 12 zgibno povezana z vsakim od omenjenih ročajev orodja 6. V stanju napetega napenjalnega mehanizma 8 oz. odprtega orodja 6 sta omenjena ročaja razmaknjena za toliko, da držalna drogova 12 potekata v bistvu v isti vzdolžni osi, pri čemer zavzemata metastabilni položaj, v katerem še ravno držita orodje 6 odprto. Ob aktiviranju sprožilnega sredstva 10, ki deluje na sprožilni mehanizem 9, slednji deluje na omenjena razprta držalna drogova 12, s čimer ju postavi v nestabilen položaj. Pri tem se zaradi delovanja elastičnega sredstva 11 orodje 6 hitro zapre, s čimer prime in/ali odreže vejo, ki jo je potrebno odvzeti iz krošnje drevesa.

Poleg tega je na omenjenem nosilnem drogu 1 nameščeno še sredstvo 13, na primer kamera, za video nadzor delovanja priprave po izumu, sredstvo 14, na primer baterija, za napajanje z energijo in oddajno/sprejemno sredstvo 15 za komunikacijo priprave po izumu z upravljalcem le-te. Dalje je na ogrodju 5 nameščeno še vsaj eno merilno sredstvo 16, na primer laserski merilnik razdalje in podobno.

Claims

Patentni zahtevki

1.

s
2.

Daljinsko upravljana priprava za jemanje vzorcev iz drevesnih krošenj, na primer vej, plodov, semen in podobnega, obsegajoča brezpilotni letalni napravi prigrajen sklop za odvzem vzorcev, katera obsega

a) nosilni drog (1);

b) priključno enoto (2), ki je prigrajena prvemu koncu nosilnega droga (1), za povezavo omenjenega droga (1) z brezpilotno letalno napravo;

c) delovno enoto (3), ki je prigrajena nasprotnemu koncu nosilnega droga (1);

d) sredstvo (13) za video nadzor delovanja priprave po izumu;

e) sredstvo (14) za napajanje z energijo;

f) oddajno/sprejemno sredstvo (15) za komunikacijo;

g) vsaj eno merilno sredstvo (16); in

h) na odmiku od priprave za jemanje vzorcev razporejeno upravljalno enoto.

Daljinsko upravljana priprava po zahtevku 1, značilna po tem, da je omenjeni nosilni drog (1) zasnovan kot tog enodelen drog.
3. Daljinsko upravljana priprava po zahtevku 1, značilna po tem, da je omenjeni nosilni 20 drog (1) zasnovan kot večdelen drog.
4. Daljinsko upravljana priprava po zahtevku 3, značilna po tem, da so posamezni deli omenjenega večdelnega nosilnega droga (1) medsebojno povezani z zgibnimi sklepi, ki omogočajo rotacijo okoli treh prostorskih osi.
5. Priprava po zahtevkih 1 do 4, značilna po tem, da je omenjeni enodelni nosilni drog (1) ali vsaj en element večdelnega nosilnega droga (1) zasnovan na način teleskopa, tako da se ga da podaljšati in/ali skrajšati v vzdolžni smeri nosilnega droga (1).

30
6. Daljinsko upravljana priprava po kateremkoli od predhodnih zahtevkov, značilna po tem, da je omenjena priključna enota (2), ki se jo da zgibno povezati z brezpilotno letalno napravo, zasnovana na način, da je s pomočjo ločilnega sredstva (4) ločljiva od brezpilotne letalne naprave, pri čemer je priključna enota (2) opremljena z vsaj enim senzorjem, prednostno vsaj s senzorjem sile in pospeška.

P2151106-bi
7. Daljinsko upravljana priprava po zahtevku 6, značilna po tem, da je omenjeno ločilno sredstvo (4) izbrano kot gonilo, na primer servomotor in podobno.
8. Priprava po kateremkoli od predhodnih zahtevkov, značilna po tem, da omenjena

5 delovna enota (3) sestoji iz ogrodja (5) orodja, vsaj enega orodja (6), pritrjenega na omenjenem ogrodju (5) in vodila (7) za sprejem in vodenje veje, ki jo je potrebno odrezati, v območje rezanja in/ali držanja vsakokratnega orodja (6), pri čemer se da vsakokratno orodje (6) napeti s pomočjo napenjalnega mehanizma (8) in sprožiti s pomočjo sprožilnega mehanizma (9), ki ga aktivira sprožilno sredstvo (10),
9. Priprava po zahtevku 8, značilna po tem, da je omenjeno vsaj eno orodje (6) izbrano kot rezalno sredstvo (6') in/ali zgrabilno sredstvo (6) in/ali podobno.
10. Priprava po zahtevkih 8 in 9, značilna po tem, da je omenjeno vodilo (7) za sprejem

15 in vodenje veje, ki jo je potrebno odrezati, zasnovano v smislu ležeče črke V in razporejeno neposredno na omenjenem držalu (5) v območju orodja (6).
11. Priprava po zahtevkih 8 in 9, značilna po tem, da je omenjeno vodilo (7) zasnovano kot podaljšek vsakokratnega orodja (6).