WO2021007632A1 - Sistema e método para liberação de produtos sólidos, a granel ou com invólucro, para controle biológico de pragas na agricultura usando dispensadores acoplados ou incorporados a veículos tripulados ou não-tripulados - Google Patents

Sistema e método para liberação de produtos sólidos, a granel ou com invólucro, para controle biológico de pragas na agricultura usando dispensadores acoplados ou incorporados a veículos tripulados ou não-tripulados Download PDF

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WO2021007632A1
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WO
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dispensing apparatus
release
release mechanism
agriculture
incorporated
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PCT/BR2020/050237
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Ricardo Antonio DE OLIVEIRA MACHADO
Nicholas RODWELL MATIAS
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De Oliveira Machado Ricardo Antonio
Rodwell Matias Nicholas
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01M—CATCHING, TRAPPING OR SCARING OF ANIMALS; APPARATUS FOR THE DESTRUCTION OF NOXIOUS ANIMALS OR NOXIOUS PLANTS
    • A01M1/00—Stationary means for catching or killing insects
    • A01M1/20—Poisoning, narcotising, or burning insects
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01M—CATCHING, TRAPPING OR SCARING OF ANIMALS; APPARATUS FOR THE DESTRUCTION OF NOXIOUS ANIMALS OR NOXIOUS PLANTS
    • A01M9/00—Special adaptations or arrangements of powder-spraying apparatus for purposes covered by this subclass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B3/00—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements
    • B05B3/02—Spraying or sprinkling apparatus with moving outlet elements or moving deflecting elements with rotating elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D1/00—Dropping, ejecting, releasing, or receiving articles, liquids, or the like, in flight
    • B64D1/16—Dropping or releasing powdered, liquid, or gaseous matter, e.g. for fire-fighting
    • B64D1/18—Dropping or releasing powdered, liquid, or gaseous matter, e.g. for fire-fighting by spraying, e.g. insecticides

Definitions

  • the present invention fits, in a general way, in the fields of agriculture of
  • VANTS unmanned aerial vehicles
  • Pest infestation in crops can be a limiting factor in the efficiency of activities in agriculture or forestry, and the consequences are the need for more cultivated areas or major economic losses.
  • These pests can be controlled in several ways, such as, for example, with the application of pesticides, chemicals that eliminate pests completely.
  • the extensive use of pesticides can lead to other problems, such as: contamination of food, soil, water and animals; the intoxication of farmers; the development of pest resistance to these pesticides; the imbalance in nutrient and organic matter cycles; and the
  • INCORPORATED BY REFERENCE (RULE 20.6) elimination of beneficial organisms and the reduction of biodiversity. Therefore, the reduction in the use of chemical products used in pest management aims at improving the quality of agricultural products, reducing the possibilities of contamination and intoxication, reducing environmental pollution and other negative socioenvironmental impacts.
  • Integrated Pest Management a pest management system that associates the environment and popluational dynamics of the pest, uses several control tools to mitigate this problem. With the use of these techniques appropriately, it is possible to keep the pest population at levels below those capable of causing economic damage.
  • One of the pillars proposed by integrated management is the use of biological control.
  • the basic premise of biological control is to control agricultural pests and by introducing their natural enemies, which may be other beneficial insects, predators, parasitoids, and microorganisms, such as mites, fungi, viruses and bacteria.
  • sustainable control which aims to use these natural enemies that leave no residue in food and are harmless to the health of the human population.
  • the present invention was developed as a solution for the control of pests by micro and macro biological vectors, which on several occasions, insects Natural enemies of the pest, solid and bulk paid loads, are artificially introduced into crops and are responsible for preying on pests and keep their population under control, in crops in agriculture, forestry, among others.
  • An example is the dispersion of parasitized pupae of small wasps in eucalyptus cultivation, which after dispersion, are born from the pupa and act as natural predators of the caterpillar of the eucalyptus, responsible for the defoliation of large areas of forest.
  • biological pest control in agriculture occurs through the dispersion of products using capsules and with manual release, that is, with people walking through the cultivation areas and leaving the product at certain points in these areas, this type of application, manual, presents several problems, such as being physically painful, exposing people to field risks, in addition to having a high cost. The cost is high because it considers not only the operation, but also insurance and other types of compensation given the operational risk.
  • precision agriculture an agricultural management system based on the temporal and temporal variation of the production unit aiming at: increasing the economic return, sustainability and mimicking the effect on the environment.
  • This system aims to detect , monitor and manage the spatial and temporal variability of agricultural and forestry production systems.
  • precision agriculture differs because it allows data collection, the use of this device allows to collect information about the path taken by the vehicle (geolocation) and at which points the releases were made. It also allows the analysis of spatial variability by obtaining data from the environment, attributes related to the texture of the soil, fertility, pest control and productivity, and the application sites that allow the monitoring of the different results for different application conditions.
  • the present invention describes a system for releasing solid products in bulk for biological control, coupled or incorporated into a manned or unmanned vehicle, which is capable of distributing the product in the field being controlled by autopilot or manually, with release in intervals regulated by time or by geographic coordinates (derived from GPS, GLONASS, GNSS, RTK, etc.) signals.
  • the purpose of the system is to release product for biological pest control (biodefensive) in a planned manner in areas of agricultural crops and forestry.
  • biological pest control biological pest control
  • the device in question allows the application of the correct and precise amount of biodefensives, at the correct time in the cultivation schedule. It also allows energy savings for
  • the device has direct application in agriculture, in several crops, including, among others, pastures, sugar cane, soybeans, corn, cotton, citrus, and in silviculture, in eucalyptus and pinch forests, for example.
  • the device can be applied to any industrial activity that needs to release solid bulk products in open areas,
  • the present invention describes a system for releasing solid products in bulk for biological control, coupled to a manned or unmanned vehicle, which is capable of distributing the product in the field being controlled by autopilot or manually, with manual release, at regular intervals of time or performed by geographic coordinates using a positioning signal (GNSS, GPS, GLONASS, RTK, etc.),
  • the present invention can be coupled and / or incorporated into different types of vehicles.
  • unmanned aerial vehicles for pest control we must consider that they offer access to restricted areas, in which the application of biological agents with large-scale conventional aircraft poses a danger or is even prohibited by current legislation, due to the risk of accidents or even for environmental reasons, the small size and weight of drones reduces the risk of material or personal damage in the event of a collision.
  • sensors and computers on board allow completely autonomous flights, reducing the need for extensive training and qualified pilots. Drones are ideal for the precise application of biological agents on a large or small scale because the weight of the payload is small per unit area applied,
  • the invention proposes three ways of activating the device, as can be seen in Figure 1.
  • the first is the use of an intervalometer to control the mechanisms, that is, at each time interval the apparatus performs a defined action, This intervalometer was specially developed for the project, but commercial versions can be found. Generally, with an intervalometer it is possible to make regular releases in cases, in which the vehicle travels with constant speed.
  • the second mode is using the geographic coordinates, obtained through a geographic positioning module (GPS, GNSS, GLONASS, Beidou, RTK, etc. are included here). In this mode it is possible to carry out releases on specific targets, given that their coordinates are known.
  • the third mode is using a trigger and assigning the operator the task of activating the dispenser.
  • the routine operation of the dispensing apparatus is described in the biocode diagram in Figure 2.
  • the operator receives two input data: application area and application rate. With the application area data and dispersion rate, the operator can decide how many missions he will need to perform according to the maximum capacity of the device. With the dispersion rate and application rate the operator can load each compartment of the device properly.
  • Vehicle ' is a generic term to refer to a motor vehicle air, water or land, manned or not, used as a vector for this device shipping invention to cover the application area with the object of biological products,
  • Drone is a generic term to refer to an air, water or land vehicle, remotely piloted (with varying degrees of autonomy) in which the invented device is coupled or incorporated. It can be, for example, a multi-engine aircraft, an aircraft fixed wing, a rover, among others. In the following examples, for simplicity, models similar to Phantom 3, from the manufacturer Dll, are presented,
  • Application area is the area over which the vehicle moves and releases the product using the invented mechanism.
  • An example of “application area” are blocks of eucaiipto forest or cultivar plots.
  • Product is a generic term to refer to the paid cargo of the aircraft that will be administered (released) in the application area. Examples are pupae parasitized with biological agents, parasitic insect eggs, seeds, among others,
  • Biodefensive are the products that can be used to fight pests in different cultures.
  • the segment has a series of biological agents, such as Bacillus thuring ⁇ ensis (Bt), Trichogramma pret ⁇ osum, Beauveria bassiona, Trichoderma spp, Bacillus spp, Metarhiziu anisopliae, Cotesia flavipes, Telenomus podisi, Tetrastichus howardii, Palmistichus eloseis, Trichogramma galloi and predatory mites, among others.
  • Bacillus thuring ⁇ ensis Bt
  • Trichogramma pret ⁇ osum Beauveria bassiona
  • Trichoderma spp Trichoderma spp
  • Bacillus spp Bacillus spp
  • Metarhiziu anisopliae Cotesia flavipes
  • Telenomus podisi Tetrastichus howardii
  • Palmistichus eloseis Trichogramma galloi and predator
  • Pests are the biological organisms that attack crops, causing physical damage and / or causing and spreading diseases. Pests are considered organisms such as common caterpillars, psyllids, whitefly, gall nematodes, root leafhopper, sugarcane borer, phytophagous mites, gnats fungi among other agents harmful to agricultural production.
  • a device for releasing these pupae has been designed and is carried by an unmanned multi-engine aerial vehicle.
  • the device consists of a (4) carousel for accommodation of paid cargo, in this case with 80 compartments, but with the possibility of any other quantity.
  • This merry-go-round is loaded with some pupae, according to the required infestation prescription.
  • the merry-go-round contains (401) each of the compartments, (402) hole for fixing to the drone's structure, (403) replacement drone landing gear support, (404 ) connection with central structure,
  • the underside of the carousel is blocked by a cover (1) that has only one position (101), a release window on the cover, which allows the product in question to fall.
  • the cover of the device can be attached by a coupling (102) to the shaft of a motor, a stepper motor or even a servo motor to drive the movement of the cover, (1) rotating cover with adapter for coupling mechanism.
  • the device contains a central structure divided into; (2) lower center frame adapted for the cover, which contains (201) hole for fixing the motor, (202) centering hole for the cover, (203) hole for accommodating fastening nuts, and one (3) upper center structure with pins for coupling, which contains (301) pin for coupling in carousel and (302) hole for joining the different structures, internally, the device contains a (6) stepper motor, with (601) fixation in central structure, (602) axis for fixing the cover, (7) on-off switch for physical interruption of the device, (3) battery for the system and, finally, a (9) controller circuit board.
  • the internal components are protected by a (5) cover structure.
  • the (6) stepper motor is responsible for moving the cover (both continuously and mechanically indexed).
  • the activation of these components can be done in several ways, namely, it can be activated: with the use of an intervalometer, for regular intervals of time constant of application; like
  • FIG. 6 shows an overview of a quadcopter with a coupled release mechanism.
  • the top image shows that the (11) drone with the mechanism underneath and the bottom image shows a bottom view, on which the rotating cover of the device can be seen, through which the earga to be seen falls.
  • the device has substitutes for the (1101) landing gear of the drone and form of attachment.
  • the drone can carry a (1102) camera with it for simultaneous analysis.
  • an example of (10) paid cargo (product) to be released.
  • This pupa is solid and has a shape similar to small seeds (like beans).
  • a (1001) load cell paid for with the correct amount of pupae is placed in each compartment so that it can be administered under variable dosage.
  • Linear eiaute can be seen in Figure 10, Figure 11 and Figure 12.
  • the compartments load the product and it is possible to be released when the film (between the structure and the compartment) is collected by the roller installed on the side of the structure,
  • the roller can be rotated by a continuous motor, servo motor or stepper motor, therefore.
  • INCORPORATED BY REFERENCE allows customization of what and where the cargo will be dumped.
  • the device consists of collecting a film and exposing each of the compartments sequentially.
  • This device has (16) housing and main structure has (1601) lower openings and one (1602) space through which a (21) shrink film slides, this space is between the (16) housing and (17) structure of compartments, (1701)
  • Each compartment can contain a specific amount of product to be released when the (2101) tip of the release film opens them.
  • a (18) housing structure of the (20) retraction roller that collects the film is installed at the end of the compartments and is coupled to a (19) stepper motor.
  • the roller has a (2001) coupling for the film where the other (2102) end of the film gets stuck.
  • the (22) charge paid with wrap or (23) without wrap is (2202) stuck until the film is collected under it when it is then (2201) released.
  • Figure 13 Two other adaptations of this example are shown in Figure 13 and Figure 14.
  • Figure 13 it is possible to see an adaptation in which, instead of collecting a film, one (21) wire or wire is collected by one (20) roll, As it it passes through the compartments, it drops the (22) sachies (uninspired product) that are supported by the thread, as if they were (28) hangers.
  • small (30) hooks are placed for each sachet. These hooks are controlled by (29) servomotors controlled by a (31) multiplexer electronic circuit. When the hook is turned, it allows the sachets to drop, Model llI Mill Layout Dispenser and Its Use
  • moving load mill (26) paid load that collects paid load from the hopper in a (2601) paid load pile and then this (2602) paid load in the mill is rotated up to an external central structure window where (2603) load paid is released.
  • This mill is powered by a (27) motor, servo motor or stepper motor.
  • the present invention was designed specifically for multi-rotor aircraft, but other types of vehicles can be used to transport and dispense the apparatus.
  • the invention was specifically designed to disperse pupae parasitized with the beneficial insect, as shown in Figure 16.
  • the invention can be adapted to discard other small payloads, such as packages, sachets, etc.
  • the dispensing apparatus is made of lightweight materials and using additive manufacturing, to increase the flight distance by reducing weight loads and having independence in the project,

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Abstract

Sistema para liberação de produtos sólidos para controle biológico de pragas na agricultura que compreende um aparato dispensador embarcado em um veículo tripulado ou não-tripulado remotamente pilotado e método para liberação em campo de desses produtos, que podem ser liberados a granel ou estar dentro de algum invólucro como sachês ou cartelas dependendo de especificidades do produto, através de operações do veículo com missões realizadas por piloto automático ou manualmente, e com liberação do produto intervalos programados de tempo, ou por coordenadas geográficas (derivados de sinais de GPS, GLONASS, GNSS, RTK, etc.) programadas, ou com disparo manual. Nesta invenção são apresentados três modelos de aparato dispensador que compreendem uma estrutura com compartimentos de carga e um mecanismo para propiciar a soltura e permitir ação da força gravitacional e eletrônica de controle.

Description

Relatório descritivo
Sistema e método para liberação de produtos sólidos, a granel ou com invólucro, para controle biológico de pragas na agricultura usando dispensadores acoplados ou incorporados a veículos tripulados ou não-tripulados.
CAMPO TÉCNiCO DE UTILIZAÇÃO DA INVENÇÃO
1. A presente invenção se enquadra, de maneira gerai, nos campos de agricultura de
precisão, controle biológico e sistemas autónomos. Enquadra-se no campo da agricultura de precisão porque permite coleta de dados, análise de variabilidades, definição de estratégias e de práticas de implementação para cultivo otimizado.
Enquadra-se no campo de controle biológico de pragas pois o fim para a qual foi inventada é distribuir produtos biodefensivos para controle de população de pragas na agroindústria. Enquadra-se no campo de sistemas autónomos porque a aplicação corrente desta invenção utiliza-se de veículos não-tripulados, como, por exemplo, veículos aéreos não-tripulados (VANTS), rovers, etc., que providenciam grande agilidade, flexibilidade e robustez à apiicação quando comparados aos métodos tradicionais.
INTRODUÇÃO
2, A infestação de pragas nos cultivos pode ser um limitante da eficiência de atividades na agropecuária ou silvicultura, e as consequências são a necessidade de mais áreas cultivadas ou grandes perdas económicas. Essas pragas podem ser controladas de diversas formas, como, por exemplo, com a apiicação de agrotóxicos, produtos químicos que eliminam as pragas completamente, No entanto, o uso extensivo de agrotóxicos pode levar a outros problemas, como: a contaminação dos alimentos, do solo, da água e dos animais; a intoxicação de agricultores; o desenvolvimento de resistência das pragas a esses pesticidas; o desequilíbrio nos cicios de nutrientes e da matéria orgânica; e a
INCORPORADO POR REFERÊNCIA (REGRA 20.6) eliminação de organismos benéficos e a redução da biodiversidade. Assim sendo, a redução do uso de produtos químicos empregados no manejo de pragas, visa a melhoria da qualidade dos produtos agrícolas, redução das possibilidades de contaminação e intoxicação, redução da poluição ambiental e outros impactos socioambíentais negativos. O Manejo Integrado de Pragas, um sistema de manejo de pragas que associa o ambiente e a dinâmica popluacional da praga, utiliza diversas ferramentas de controle para mitigar esse problema. Com a utilização dessas técnicas de forma apropriada, é possível manter a população da praga em níveis abaixo daqueles capazes de causar danos económicos. Um dos pilares proposto peio manejo integrado é a utilização do controle biológico. A premissa básica do controle biológico é controlar as pragas agrícolas a através da introdução de seus inimigos naturais, que podem ser outros insetos benéficos, predadores, parasítoidies, e microrganismos, como ácaros, fungos, vírus e bactérias, Trata~se de um método de controle sustentável, que tem como objetivo finai utilizar esses inimigos naturais que não deixam resíduos nos alimentos e são inofensivos à saude da população humana.
A presente invenção foi desenvolvida como uma solução para o controle de pragas por vetores micro e macro bíoiògicos, os quais por diversas ocasiões, insetos Inimigos naturais da praga, cargas pagas sólidas e a granel, são Introduzidos artificialmente nos cultivos e são responsáveis por predar as pragas e manter sua população sobre controle, em cultivos na agricultura, silvicultura, entre outros, Um exemplo é a dispersão de pupas parasitadas de pequenas vespas em cultivo de eucalipto, as quais após dispersão, nascem da pupa e atuam como predadores naturais da lagarta do eucalipto, responsável pela desfolhação de grandes áreas de floresta, Atualmente, o controle biológico de pragas na agricultura se dá peia a dispersão de produtos usando cápsulas e com liberação manual, isto é, com pessoas percorrendo as áreas de cultivo a pé e deixando o produto em determinados pontos dessas áreas, Este tipo de aplicação, manual, apresenta diversos problemas, como ser fisicamente penoso, expor pessoas a riscos de campo, além de possuir alto custo. O custo toma-se alto por considerar não apenas a operação, mas também seguros e outros tipos de compensações visto o risco operacional. Outro tipo de
INCORPORADO POR REFERÊNCIA (REGRA 20.6) liberação possível seria o uso de veículos terrestres, no entanto, além de serem equipamentos de alto custo, têm restrição de acesso.
Outra tendência observada é a busca por uma agricultura de precisão, um sistema de gerenciamento agrícola baseado na variação espadai e temporal da unidade produtiva visando: o aumento de retorno económico, á sustentabilidade e à mimmização do efeito ao ambiente, Esse sistema tem como objetivo detectar, monitorar e manejar a variabilidade espacial e temporal dos sistemas de produção agropecuáríos e florestais. Neste campo, a agricultura de precisão se diferencia porque permite coieta de dados, a utilização desse dispositivo permite recolher informações sobre o caminho percorrido peio veículo (geolocalização) e em quais pontos as liberações foram realizadas. Também permite a análise das variabilidades espaciais através da obtenção de dados do ambiente, atributos relacionados à textura do soio, fertilídade, controie de pragas e produtividade, e dos locais de aplicação permitem acompanhar os resultados diversos para diferentes condições de apilcação. Permite a definição e otimização de estratégias de tomadas de decisão mais embasadas por ser um método com possibilidade de personalização da liberação, de grande segurança e repetibílidade. Possibilitando novas práticas de implementação, liberação de biodefensivos utilizando a liberação com taxas variáveis, de forma a se adequar às necessidades especificas de cada iugar,
Surge então a necessidade de invenção que venha substituir este método tradicional manual e laborioso, por um método automatizado e mais seguro. A presente invenção descreve um sistema de liberação de produtos sólidos a granel para controie biológico, acoplado ou incorporado a um veiculo tripulado ou não- tripulado, que seja capaz de distribuir o produto em campo sendo controlado por piloto automático ou manualmente, com liberação em íntervalos regulados de tempo ou por coordenadas geográficas (derivados de sinais de GPS, GLONASS, GNSS, RTK, etc.), A finalidade do sistema é a liberação de produto para controle biológico de pragas (biodefensivos) de forma pianejada em áreas de cultivos agrícolas e florestais. No caso, o dispositivo em questão permite a aplicação da quantidade correta e precisa de biodefensivos, no momento correto do cronograma de cultivo. Também permite economia na energia para
INCORPORADO POR REFERÊNCIA (REGRA 20.6) locomoção do veículo, Já que a trajetória pode ser otimizada, além da redução da emissão de gases de efeito estufa.
7. O dispositivo tem aplicação direta na agricuítura, em diversos cultivos, inciulndo entre outros, pastagens, cana-de-açúcar, soja, milho, algodão, cítros, e na silvicultura, em florestas de eucaliptos e pinos, por exemplo. Entretanto, o dispositivo pode ser aplicado em quaiquer atividade Industriai que tenha a necessidade de liberar produtos a granei sólidos em áreas abertas,
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
8. A presente invenção descreve um sistema de liberação de produtos sólidos a granel para controle biológico, acoplado a um veiculo tripulado ou não-tripulado, que seja capaz de distribuir o produto em campo sendo controlado por piloto automático ou manualmente, com liberação manual, em intervalos regulares de tempo ou realizadas por coordenadas geográficas utilizando sinal de posicionamento (GNSS, GPS, GLONASS, RTK, etc,),
9. A presente invenção pode ser acoplada e/ou incorporada a diversos tipos de veículos. No caso da escolha por veículos aéreos não tripulados para controle de pragas, devemos considerar que os mesmos oferecem acesso a áreas restritas, nas quais a aplicação de agentes biológicos com aeronaves convencionais em grande escala ofereça perigo ou mesmo seja proibido por legislação da vigente, devido ao risco de acidentes ou até por questões ambientais, O pequeno tamanho e peso dos drones reduzem os riscos de danos materiais ou pessoais em caso de colisão. Além disso, sensores e computadores a bordo permitem voos completamente autónomos, reduzindo a necessidade de treinamento extensivo e pilotos qualificados. Os drones são ideais para a aplicação precisa de agentes biológicos em larga ou pequena escala porque o peso da carga paga é pequeno por unidade de área aplicada,
10. A utilização da presente invenção em veículos aéreos convencionais (aviões e helicópteros agrícolas) traz restrições quanto a horários e locais de operação, porém acarreta alguns benefícios quando comparados a meios aéreos não tripulados. Uma
INCORPORADO POR REFERÊNCIA (REGRA 20.6) aeronave convencional tem menos limitações de peso e volume embarcado,, o que as permite carregar mais produto e efetuar a aplicação do produto em áreas maiores, Também è uma característica fundamental da Invenção, tanto nos casos de utilização com veículos aéreos tripulados ou não, como também com veículos aquáticos e terrestres, tripulados ou não, a possibilidade de se desenvolver sistemas embarcados, controladores com uma função dedicada dentro de um sistema mecânico ou eiétrico maior, geralmente com restrições de computação em tempo real. Sistemas de controle de automação geralmente incorporam código e componentes legados que foram origínalmente projetados para operar de forma independente. Ele é incorporado como parte de um dispositivo completo, muitas vetes íncluindo peças mecânicas e de hardwore.
Independente do método de transporte do dispositivo empregado, a invenção propõe três modos de ativação do dispositivo, conforme pode ser visto na Figura 1. O primeiro é a utilização de um intervalômetro para controlar os mecanismos, isto é, a cada intervalo de tempo o aparato realiza uma ação definida, Este intervalômetro foi especialmente desenvolvido para o projeto, mas versões comerciais podem ser encontradas. Geralmente, com um intervalômetro é possível fazer liberações regulares em casos, no qual o veiculo trafegue com velocidade constante. O segundo modo é utilizando as coordenadas geográficas, obtidas através de um módulo de posicionamento geográfico (inclui-se aqui sistemas GPS, GNSS, GLONASS, Beidou, RTK, etc.). Neste modo é possível realizar liberações em alvos específicas, dado que se conheça suas coordenadas. O terceiro modo é utilizando um gatilho e atribuindo ao operador a tarefa de ativar o dispensador.
A operação rotineira do aparato dispensador esta descrita no diagrama de biocos da Figura 2. O operador recebe dois dados de entrada: área de aplicação e taxa de aplicação. Com o dado de área de aplicação e taxa de dispersão o operador pode decidir quantas missões precisará realizar de acordo com a capacidade máxima do dispositivo. Com a taxa de dispersão e taxa de aplicação o operador pode carregar cada compartimento do dispositivo adequadamente.
INCORPORADO POR REFERÊNCIA (REGRA 20.6) Definições
''Veículo" é um termo genérico para se referir a um veiculo automotor aéreo,, aquático ou terrestre, tripulado ou não, utilizado como vetor para transporte do dispositivo da presente invenção de modo a recobrir a área objeto de aplicação com produtos biológicos,
"Drone" é um termo genérico para se referir a um veiculo aéreo, aquático ou terrestre, remotamente pilotado (com diversos graus de autonomia) em que o dispositivo inventado è acoplado ou incorporado, Pode ser, por exemplo, uma aeronave multirotor, uma aeronave asa fixa, um rover, entre outros. Nos exempios a seguir, por simplicidade, são apresentados modelos similares ao Phantom 3, da fabricante Dll,
"Área de aplicação” é a área sobre a qual o veículo se locomove e faz liberação do produto utilizando o mecanismo inventado. Um exemplo de "área de aplicação" sao quadras de floresta de eucaiipto ou talhões de cultivares.
"Produto" é um termo genérico para se referir à carga paga da aeronave que será administrada (liberada) na área de aplicação, Exempios são pupas parasitadas com agentes biológicos, ovos de insetos parasitados, sementes, entre outros,
''Agente biológico" ou "biodefensivos". são os produtos que podem ser usados no combate a pragas em diversas culturas. O segmento dispõe de uma série de agentes biológicos, como o Bacillus thuringíensis (Bt), Trichogramma pretíosum, Beauveria bassiona, Trichoderma spp , Bacillus spp, Metarhiziu anisopliae, Cotesia flavipes, Telenomus podisi, Tetrastichus howardii, Palmistichus eloseis, Trichogramma galloi e ácaros predadores entre outros, Os defensivos bioiógicos mais utilizados no Brasil sao os Inseticidas, fungicidas e nematicidas. Suas aplicações mais comuns se verificam nos processos da pulverização foliar, liberação de pupas e adultos, tratamento de sementes, inoculação de suico de plantio e jato dirigido, entre outros,
"Pragas" são os organismos biológicos que atacam os cultivos causando danos físicos e/ou ocasionando e espalhando doenças. São consideradas pragas organismos como lagartas comuns, psilídeos, mosca branca, nematoídes de galha, cigarrinha das raízes, broca da cana, ácaros fitófagos, fungos gnats entre outros agentes nocivos à produção agrícola.
INCORPORADO POR REFERÊNCIA (REGRA 20.6) Os três modelos seguintes são fornecidos para ilustrar certas formas de realização da invenção. Não se destinam a limitar a invenção de qualquer forma. Modelo I: Oispensador de Leiaute Carrossel e Seu Uso
Neste exemplo, mostrado nas Figura 3, Figura 4 e Figura 5, um dispositivo para liberação dessas pupas foi projetado e é carregado por um veiculo aéreo não -tripulado multlrotor. O dispositivo é constituído por um (4) carrossel para acomodação de carga paga, neste caso com 80 compartimentos, mas com possibilidade de qualquer outra quantidade. Este carrossel é carregado com algumas pupas, segundo prescrição para infestação necessária, O carrossel contém (401) cada um dos compartimentos, (402) furo para fixação em estrutura do drone, (403) apoio substituto de trem de pouso do drone, (404) conexão com estrutura centrai, A parte de baixo do carrossei e bloqueada por uma tampa (1) que possuí apenas uma posição (101), janela de liberação na tampa, que permite a queda do produto em questão. A tampa do dispositivo pode estar presa por um acoplamento (102) ao eixo cie um motor, um motor de passo ou mesmo um servo motor para acionar o movimento da tampa, (1) tampa rotativa com adaptador para mecanismo de acoplamento. O dispositivo contém uma estrutura central dividida em; (2) estrutura central inferior adaptada para a tampa, que contém (201) furo para fixação do motor, (202) furo centralizador de tampa, (203) furo para acomodação de porcas fixadoras, e uma (3) estrutura centrai superior com pinos para acoplamento, que contém (301) pino para acoplamento em carrossei e (302) furo para união das diversas estruturas, intemamente, o dispositivo contém um (6) motor de passo, com (601) fixação em estrutura central, (602) eixo para fixação da tampa, (7) chave de liga-desliga para interrupção física do dispositivo, (3) bateria para o sistema e, por fim, uma (9) placa de circuito controladora. Os componentes internos ficam protegidos por uma (5) estrutura de cobertura. Neste caso, o (6) motor de passo é responsável por mover a tampa (tanto continuamente, quanto mecanicamente indexado). No entanto, a ativação desses componentes pode ser feita de diversas formas, A saber, pode-se ativar: com o uso de um intervalômetro, para intervalos regulares de tempo constantes de aplicação; com o
INCORPORADO POR REFERÊNCIA (REGRA 20.6) uso da localização geográfica obtida por sinais GNSS, para posições especificas ou a cada intervalo de distância percorrido; com o uso de um gatilho manual
. Figura 6 apresenta uma visão geral de um quadricóptero com um mecanismo de liberação acopiado. A imagem superior mostra que o (11) drone com o mecanismo embaixo e a imagem inferior mostra uma vista inferior,, na quai pode-se ver a tampa rotativa do dispositivo, pela qual cai a earga a ser Siderada. Também é possível ver que o dispositivo apresenta substitutos para o (1101) trem de pouso do drone e forma de prende io, Também é possível ver que o drone pode carregar consigo uma (1102) câmera para análise simultânea. Nesta mesma figura, é possível ver exemplo de (10) carga paga (produto) a ser liberado. Esta pupa é sólida e tem forma similar à de pequenas sementes (como as do feijão). Ho dispositivo, uma (1001) pilha de carga paga com aa quantidade correta de pupas é colocada em cada compartimento de forma que é possível administrá- lo sob dosagem variável.
. Nas Figura 7, Figura 8 e Figura 9 mesmo mecanismo de liberação (tipo 1) é apresentado, mas com um servomotor como responsável pela Indexação do movimento. Nele (12) o servomotor é acoplado numa nova versão da (13) estrutura centrai superior que está adaptada para o servo com um (1301) suporte para servo. Este servo move um (14) mecanismo indexador, é possível ver detalhes do mecanismo de indexação mecânica, em que catracas e linguetas são utilizadas para a rotação da tampa. Há uma (1401) lingueta movimentadora que move a catraca da (15) estrutura central inferior adaptada para servomotor e mecanismo indexador. Esta lingueta é preta ao servo por uma (1402) haste de conexão. Na estrutura central inferior há (1501) linguetas de travamento que impedem que o dispositivo gira na direção contrária. Também estrutura central é possível observar (1502) um pino centralizador. . Modelo II; Dispensador de leiaute linear e Seu Uso
. eiaute linear pode ser visto na Figura 10, Figura 11 e Figura 12. Neste mecanismo, os compartimentos carregam o produto e este é possível ser liberado quando o filme (entre a estrutura e o compartimento) è recolhido peio rolo instalado na lateral da estrutura, O rolo pode ser girado por um motor continuo, servo motor ou motor de passo, portanto.
INCORPORADO POR REFERÊNCIA (REGRA 20.6) permite personalização do que e de onde será despejada a carga. O dispositivo consiste em recolher um fiime e expor cada um dos compartimentos sequencial mente. Esse dispositivo conta com (16) invólucro e estrutura principal conta com (1601) aberturas inferiores e um (1602) espaço por onde um (21) filme de retração desliza, este espaço está entre o (16) invólucro e a (17) estrutura de compartimentos, (1701) Cada um dos compartimentos pode conter uma quantidade específica de produto a ser liberado quando a (2101) ponta do filme de liberação os abre. Uma (18) estrutura de invólucro do (20) rolo de retração que recolhe o fiime é instaiada no fim dos compartimentos e está acoplada a um (19) motor de passo, O rolo possui um (2001) engate para o fiime onde a outra (2102) ponta do filme fica presa. A (22) carga paga com invólucro ou (23) sem invólucro fica (2202) presa até o filme ser recolhido por baixo dela quando é, então, (2201) liberada.
Outras duas adaptações desse exemplar são apresentadas nas Figura 13 e Figura 14. Ma Figura 13 è possível ver uma adaptação em que, ao invés de recolher um fiime, um (21) arame ou fio é recolhido por um (20) rolo, Conforme ele passa pelos compartimentos, ele deixa cair os (22) sachès (produto ínvolucrado) que estio suportados pelo fio, como se fossem (28) cabides. Na Figura 14, pequenos (30) ganchos são colocados para cada sachê. Estes ganchos são controlados por (29) servomotores controlados por um (31) circuito eíetrôníco multiplexador. Quando o gancho è girado, permite a queda dos sachès, Modelo llI Dispensador de Leiaute Moinho e Seu Uso
Ma Figura 15 é possível ver o mecanismo do tipo 3, moinho, è possível ver com detalhe o momento em que o moinho é recarregado pelo materíal que se encontra no funil e o momento em que reairta a liberação na fresta inferior, Este mecanismo conta com uma
(24) estrutura centrai externa, que tem um (2401) hopper ou funil de carga paga. Com um
(25) moinho movedor de (26) carga paga que recolhe carga paga do funil em uma (2601) pilha de carga paga e então esta (2602) carga paga no moinho è girada até uma Janela da estrutura centrai externa onde (2603) carga paga é liberada. Este moinho é movido por um (27) motor, servo motor ou motor de passo.
INCORPORADO POR REFERÊNCIA (REGRA 20.6) A presente invenção foi projetada especificamente para aeronaves de múltiplos rotores, mas outros tipos de veículos podem ser utilizados para transportar c aparato dispensador. A invenção foi especificamente concebida para dispersar pupas parasitadas com o inseto benéfico, como mostrado na Figura 16. Mo entanto, a invenção pode ser adaptada para descartar outras pequenas cargas úteis, como pacotes, saches etc. O aparato dispensador é feito de materiais ieves e usando manufatura aditiva, para aumentar a distância de voo reduzindo as cargas de peso e ter independência no projeto,
A invenção e os modelos descritos acima são dadas como uma referência para resolução do problema. Especialistas são capazes de fazer alterações ou modificações de forma a produzir resultado equivalente, , mas este resultado deve ser entendido como de mesmo conteúdo que o aqui proposto, Quaisquer situação ou mudanças em materiais, composições, processos, etapas e objetivos particulares que sejam realizados também estão dentro do âmbito das reivindicações anexas.
INCORPORADO POR REFERÊNCIA (REGRA 20.6)

Claims

REIVI N DICAÇÕES
1. Aparato dispensador, caracterizado por compreender:
• uma estrutura de armação
• um compartimento de carga para o produto a ser dispersado
• um mecanismo controlável de liberação do produto
• um sistema de controle para o mecanismo de liberação do produto
2. Aparato dispensador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por:
• uma lógica de controle de liberação, baseada em informação geográfica, intervalos de tempos regulares ou não, ou algum sinal de ativação recebido pelo dispositivo vindo do operador
• permitir que lógica de liberação pode ser alterada remotamente
3. Aparato dispensador de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por:
• um mecanismo para recarregar, durante a operação, o compartimento de carga
• um sistema de controle para o mecanismo de recarga
4. Aparato dispensador de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por:
• ser capaz de enviar e guardar informações de seus sensores e sobre campo para o operador, de forma que este possa tomar decisões imediatas ou posteriores baseadas nesses dados
5. Aparato dispensador de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por compreender:
• utilização de missão remotamente pilotada, semiautônoma ou autónoma
• estar acoplado a um veículo terrestre, aquático ou aéreo tripulado ou não-tripulado
• ser incorporado no próprio veículo descrito acima
6. Aparato dispensador de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por compreender: • um método para utilização em agricultura, silvicultura, piscicultura e outros, para dispersão de organismos biológicos e outros tipos de produtos benéficos de forma sólida com ou sem invólucro
7. Aparato dispensador de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por compreender:
• o uso de pupas parasitadas ou ovos de insetos parasitados das quais nascem os inimigos naturais da praga como carga paga
8. Aparato dispensador de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por compreender:
• o uso de sementes, pastilhas, ou quais quer material de similar formato como carga paga
9. Aparato dispensador de acordo com as reivindicações 7 e 8, caracterizado por compreender:
• a utilização de um carrossel, ou qualquer outra geometria afim, como compartimento de carga e uma tampa rotativa como mecanismo de liberação (como o descrito em Modelo I: Dispensador de Leiaute Carrossel e Seu Uso)
10. Aparato dispensador de acordo com as reivindicações 7 e 8, caracterizado por compreender:
• a utilização de um conjunto de células em linha, ou linhas paralelas, como compartimento de carga e retração de filme ou qualquer outro objeto que segure a carga em posição como mecanismo de liberação (como o descrito em Modelo II: Dispensador de Leiaute Linear e Seu Uso)
11. Aparato dispensador de acordo com as reivindicações 7 e 8, caracterizado por compreender:
• a utilização de um hopper ou funil como compartimento de carga e um moinho rotativo como misturador e/ou mecanismo de liberação (como o descrito em Modelo III : Dispensador de Leiaute Moinho e Seu Uso)
12. Lógica de funcionamento de aparato dispensador (Figura 1), caracterizada por compreender: • um veículo com sensores capazes de recolher e armazenar dados ambientes
• um sistema de comando, como GNSS, intervalômetro, ou gatilho e comunicação com um microcontrolador
• um microcontrolador capaz de recolher e armazenar dados da operação, como posição e imagens, e de atuar em com ponentes do aparato, como mecanismos, motores, servomotores etc.
• mecanismo de liberação de produto
13. Lógica de operação de aparato dispensador (como na figura 2) caracterizada por compreender:
• a preparação do aparato de acordo com taxa de aplicação e área de aplicação
• a elaboração de planos de voo
• a realização das liberações em voo
• a aquisição dos dados de aplicação
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Free format text: PEDIDO RETIRADO EM RELACAO AO BRASIL, TENDO EM VISTA A NAO ACEITACAO DA ENTRADA NA FASE NACIONAL FACE A INTEMPESTIVIDADE, POIS O PRAZO PARA A REFERIDA ENTRADA EXPIRAVA EM 17/01/2022 (30 MESES CONTADOS DA DATA DE PRIORIDADE) E A ENTRADA SO OCORREU EM 20/05/2023, SEM SOLICITACAO DE RESTABELECIMENTO DE DIREITO.A RETIRADA DE PRIORIDADE PODE SER SOLICITADA NA ENTRADA NA FASE NACIONAL, POREM O PRAZO ORIGINAL DE 30 (TRINTA) MESES NAO E ALTERADO, CONTINUANDO TENDO COMO TERMINO O DIA 17/01/2022. MESMO QUE FOSSE PERMITIDA O RECALCULO DO PRAZO COM A RETIRADA DA PRIORIDADE E CONSIDERASSEMOS O PRAZO DE 30 MESES EM RELACAO A DATA DO DEPOSITO INTERNACIONAL DO PCT, O PRAZO PARA ENTRADA NA FASE NACIONAL TERI