WO2022016244A1 - Sistema e método para liberação de produtos sólidos, a granel, para controle biológico de pragas na agricultura usando dispensadores acoplados ou incorporados a veículos tripulados ou não-tripulados - Google Patents
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Classifications
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Definitions
- the present invention generally falls within the fields of precision agriculture, biological control and autonomous systems. It fits into the field of precision agriculture because it allows data collection, analysis of variability, definition of strategies and implementation practices for optimized cultivation. It fits in the field of biological pest control because the purpose for which it was invented is to distribute biodefensive products for pest population control in the agroindustry. It falls within the field of autonomous systems because the current application of this invention uses unmanned vehicles, such as, for example, unmanned aerial vehicles (UAVs), rovers, etc., which provide great agility, flexibility and robustness. application when compared to traditional methods.
- UAVs unmanned aerial vehicles
- pests in crops can limit the efficiency of activities in agriculture and forestry, and the consequences are the need for more cultivated areas or great economic losses.
- These pests can be controlled in several ways, such as, for example, with the application of pesticides, chemicals that eliminate the 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 the cycles of nutrients and organic matter; and the elimination of beneficial organisms and the reduction of biodiversity. Therefore, reducing the use of chemicals 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 socio-environmental impacts.
- Integrated Pest Management a pest management system that combines the environment and population dynamics of the pest, uses several control tools to mitigate this problem. By using these techniques properly, it is possible to keep the pest population at levels below those capable of causing economic damage.
- One of the pillars proposed by the integrated management is the use of biological control.
- the basic premise of biological control is to control agricultural pests by introducing their enemies natural organisms, which can be other beneficial insects, predators, parasitoids, and microorganisms such as mites, fungi, viruses and bacteria. It is a sustainable control method, whose ultimate objective is to use these natural enemies that do not leave residues 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, natural enemies of the pest, solid and bulk payloads, are artificially introduced into crops and are responsible for preying on crops. or parasitize pests and keep their population under control, in crops in agriculture, forestry, among others.
- An example is the dispersion of moth eggs parasitized by micro wasps in sugarcane crops, which, after dispersion, hatch from the eggs and act as natural parasitoids of the sugarcane borer, responsible for damage in large areas of farming.
- the biological control of pests in agriculture is carried out through the dispersion of products using cards and with manual release, that is, with people walking through the cultivation areas and leaving the product at certain points in these areas.
- the present invention describes a release system for solid bulk products 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 at intervals. regulated by time or geographic coordinates (derived from signals from GPS, GLONASS, GNSS, RTK, etc.).
- the purpose of the system is to release a product for biological control of pests (biodefensives) in a planned manner in areas of agricultural and forestry crops.
- pests biodefensives
- the device in question allows the application of the correct and precise amount of pesticides, at the correct time of the cultivation schedule. It also allows energy savings for vehicle locomotion, since the trajectory can be optimized, in addition to reducing the emission of greenhouse gases.
- the device has direct application in agriculture, in various crops, including, among others, pastures, sugarcane, soy, corn, cotton, citrus, and in forestry, in eucalyptus and pine forests, for example.
- the device can be applied in any industrial activity that has the need to release solid bulk products in open areas.
- the present invention describes a solid bulk product release system for biological control, incorporated or coupled to a manned or unmanned vehicle, which is capable of delivering the product in the field being controlled by autopilot or manually, with manual release, at regular time intervals or performed by geographic coordinates using positioning signal (GNSS, GPS, GLONASS, RTK, etc.).
- the present invention can be coupled and/or incorporated into various 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 conventional aircraft poses danger or is even prohibited by current legislation, due to the risk of accidents. or even for environmental reasons.
- unmanned aerial vehicles reduce the risk of material or personal damage in the event of a collision.
- onboard sensors and computers allow for completely autonomous flights, reducing the need for extensive training and qualified pilots.
- Unmanned aerial vehicles are ideal for the precise application of biological agents on a large or small scale because the payload weight is small per unit area applied.
- the use of the present invention in conventional aerial vehicles brings restrictions in terms of times and places of operation, but it brings some benefits when compared to unmanned aerial means.
- a conventional aircraft has fewer limitations on weight and volume shipped, which allows them to carry more product and apply the product to larger areas.
- the second way is using the geographic coordinates, obtained through a geographic positioning module (GPS, GNSS, GLONASS, Beidou, RTK, etc. systems are included here). In this mode, it is possible to perform releases on specific targets, given that their coordinates are known.
- the third way is by using a trigger and assigning the operator the task of activating the dispenser.
- the routine operation of the dispensing apparatus is described in the block diagram of Figure 2.
- the operator receives two input data: application area and application rate. With the application area and dispersion rate data, the operator can decide how many missions he will need to carry out according to the maximum capacity of the device. With the dispersion rate and application rate the operator can load the device compartment properly.
- Vehicle is a generic term referring to an air, water or land motor vehicle, manned or unmanned, used as a vector for transporting the device of the present invention in order to cover the area object of application with biological products.
- Drone is a generic term to refer to a remotely piloted air, water or land vehicle (with varying degrees of autonomy) in which the invented device is coupled or incorporated. It can be, for example, a multirotor aircraft, a fixed wing aircraft, a rover, among others. In the following examples, for simplicity, models similar to the Phantom 3, from DJI, are presented.
- “Area of application” is the area over which the vehicle moves and releases the product using the invented mechanism.
- An example of an "application area” is eucalyptus forest blocks or plots of cultivars.
- Product is a generic term to refer to the payload of the aircraft that will be managed (released) in the application area. Examples are pupae parasitized with biological agents, eggs of parasitized insects, seeds, among others.
- Biological agent or “biodefensives”. are the products that can be used to combat pests in different cultures.
- the segment has a series of biological agents, such as Bacillus thuringiensis (Bt), Trichogramma pretiosum, Beauveria bassiana, Trichoderma spp, Bacillus spp., Metarhizium anisopliae, Cotesia flavipes, Telenomus podisi, Tetrastichus howardii, Palmistichus elaseis, Trichogramma galloi and mites predators among others.
- Bacillus thuringiensis Bt
- Trichogramma pretiosum Beauveria bassiana
- Trichoderma spp Trichoderma spp
- Bacillus spp. Metarhizium anisopliae
- Cotesia flavipes Telenomus podisi
- Tetrastichus howardii Palmistichus elaseis
- Trichogramma galloi and mites predators among others.
- the most used biological pesticides in Brazil are insecticides, fungicides and nematic
- Pests are biological organisms that attack crops causing physical damage and/or causing and spreading disease. Organisms such as common caterpillars, psyllids, whitefly, gall nematodes, root leafhopper, sugarcane borer, phytophagous mites, gnat fungi, among other agents harmful to agricultural production are considered pests.
- "hopper” is a bulk product storage structure allowing the product to be loaded from the top and out of the bottom by the action of gravity. The following three models are provided to illustrate certain embodiments of the invention. They are not intended to limit the invention in any way.
- Model I Linear Embulo and Its Use
- the device consists of a dispenser for accommodating payload, in this case with a hopper storage. This hopper is loaded with moth eggs but can be any other material of similar appearance, according to the prescription for the necessary infestation.
- the device contains (501) hopper, (502, 503) holes for fixing to drone frame, (504) hopper outlet, (505) linear controlled release mechanism with at least one (506) passageway that allows the fall of the product in question.
- the release mechanism of the device may be attached by a coupling (507) to the shaft of a motor, (508) a stepper motor or even a servo motor to drive the linear movement of the release.
- the device contains a fairing structure divided into: (510) central structure, which contains (511) hole for product loading, (512) hole for product release, (513) on-off switch for physical interruption of the device, (514) battery for the system and, finally, a (515) controller circuit board.
- the volume of each opening of the releasing device as well as the (512) exit holes of the structure and hopper can be changed according to the specification of the product to be released.
- the (508) servomotor is responsible for moving the releaser linearly.
- activating these components can be done in several ways. Namely, it is possible to activate: with the use of an internode, for regular intervals of constant application time; using the geographic location obtained by GNSS signals, for specific positions or at each distance traveled; with the use of a manual trigger.
- Figure 6 presents an overview of a quadcopter with a release mechanism attached. The top image shows the (11) drone with the (12) mechanism attached and the bottom image shows a bottom view, in which you can see the (13) hole device releaser, through which the load to be released falls. It is also possible to see that the drone can carry one (14) camera with it for simultaneous analysis.
- Model II Rotary Piston and Its Use The rotary plunger dispenser can be seen in Figure 7.
- the hopper carries the product and it is released by the rotary plunger.
- the plunger contains at least 2 holes so that one of them is filled with product when aligned with the exit hole of the hopper and the other (filled in the previous step of the plunger) is released into the environment when aligned with the exit hole of the structure.
- the device consists of moving the plunger to expose each of the release compartments sequentially to the load position (in line with the hopper outlet) and the release position (in line with the frame outlet position).
- This device has (601) storage hopper (602) hopper outlet hole (603) rotary release plunger and (604) passageway that allows the product in question to fall (605) a stepper motor or even a servo motor to drive the rotary movement of the release.
- the volume of each (604) goes from the releasing plunger as well as the (602) exit holes of the structure and hopper can be changed according to the specification of the product to be released.
- Model III Wedge Embolus and Its Use In Figure 8 it is possible to see the type 3 mechanism, wedge embolus. In this mechanism, the hopper carries the product and it is released by the wedge piston.
- the plunger contains at least 2 holes so that one of them is filled with product when aligned with the exit hole of the hopper and the other (filled in the previous step of the plunger) is released into the environment when aligned with the exit hole of the structure. .
- the device consists of moving the plunger to expose each of the release compartments sequentially to the loading position (in line with the hopper outlet)
- This device has (701) storage hopper (702) hopper outlet hole (703) wedge-shaped release plunger and (704) passageway that allows the product in question to fall (705) a stepper motor or even a servo motor to drive the rotary movement of the release.
- the volume of each (704) goes from the releasing plunger as well as the structure and hopper outlet holes can be changed according to the specification of the product to be released.
- the present invention is specifically designed for multi-rotor aircraft, but other types of vehicles may be used to transport the dispensing apparatus.
- the invention was specifically designed to disperse eggs of moths parasitized by the beneficial insect, as shown in Figure 8.
- the invention can be adapted to dispose of other small payloads such as powdered ant, granules, etc.
- the dispensing apparatus is made of lightweight materials and using additive manufacturing, to increase flight distance, reduce weight loads and have design independence.
- the invention and models described above are given as a reference for solving the problem. Specialists are able to make alterations or modifications in order to produce an equivalent result, but this result must be understood as having the same content as the one proposed here. Any situations or changes in particular materials, compositions, processes, steps and objectives that are realized are also within the scope of the appended claims.
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Abstract
Sistema de liberação de produtos sólidos a granel para controle biológico, incorporado ou acoplado a um veículo 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.). A presente invenção propõe três modos de ativação do dispositivo: através da utilização de um intervalômetro para controlar os mecanismos; utilizando as coordenadas geográficas, obtidas através de um módulo de posicionamento geográfico (inclui-se aqui sistemas GPS, GNSS, GLONASS, Beidou, RTK, etc.) ou utilizando um gatilho e atribuindo ao operador a tarefa de ativar o dispensador.
Description
DESCRIÇÃO
Sistema e método para liberação de produtos sólidos, a granel, 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 geral, 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 aplicação 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 aplicação 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 ciclos de nutrientes e da matéria orgânica; e a 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 socioambientais negativos.
3. O Manejo Integrado de Pragas, um sistema de manejo de pragas que associa o ambiente e a dinâmica populacional 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 pelo 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, parasitoides, e microrganismos, como ácaros, fungos, vírus e bactérias. Trata-se de um método de controle sustentável, que tem como objetivo final utilizar esses inimigos naturais que não deixam resíduos nos alimentos e são inofensivos à saúde da população humana. A presente invenção foi desenvolvida como uma solução para o controle de pragas por vetores micro e macro biológicos, 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 ou parasitar as pragas e manter sua população sobre controle, em cultivos na agricultura, silvicultura, entre outros. Um exemplo é a dispersão de ovos de traça parasitados por micro vespas em cultivos de cana-de-açúcar, as quais, após dispersão, eclodem dos ovos e atuam como parasitoides naturais da broca da cana, responsável por danos em grandes áreas de lavoura. Atualmente, o controle biológico de pragas na agricultura se dá pela a dispersão de produtos usando carteias 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 torna-se alto por considerar não apenas a operação, mas também seguros e outros tipos de compensações visto o risco operacional. Outro tipo de 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 espacial e temporal da unidade produtiva e visando: ao aumento de retorno económico, à sustentabilidade e à minimização do efeito ao ambiente. Esse sistema tem como objetivo detectar, monitorar e manejar a variabilidade espacial e temporal dos sistemas de produção agropecuários e florestais. Neste campo, a agricultura de precisão se diferencia porque permite coleta de dados, a utilização desse dispositivo permite recolher informações sobre o caminho percorrido pelo veículo (geolocalização) e em quais ponto as liberações foram realizadas. Também permite a análise das variabilidades espaciais através da obtenção de dados do ambiente, atributos relacionados à textura do solo, fertilidade, controle de pragas e produtividade, e dos locais de aplicação permitem acompanhar os resultados diversos para diferentes condições de aplicação. 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 repetibilidade. Possibilitando novas práticas de implementação, liberação de biodefensivos utilizando liberação com taxas variáveis, de forma a se adequar às necessidades específicas de cada lugar. Surge então a necessidade de uma 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 controle biológico, acoplado ou incorporado a um veículo tripulado ou não-tripulado, que seja capaz de distribuir o produto em campo sendo controlado por piloto automático ou manualmente, com liberação em intervalos regulados por tempo ou 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 planejada 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 locomoção do veículo, já que a trajetória pode ser otimizada, além da redução da emissão de gases de efeito estufa. O dispositivo tem aplicação direta na agricultura, em diversos cultivos, incluindo entre outros, pastagens, cana-de-açúcar, soja, milho, algodão, citros, e na silvicultura, em florestas de eucaliptos e pinus, por exemplo. Entretanto, o dispositivo pode ser aplicado em qualquer atividade industrial que tenha a necessidade de liberar produtos a granel sólidos em áreas abertas.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO A presente invenção descreve um sistema de liberação de produtos sólidos a granel para controle biológico, incorporado ou acoplado a um veículo 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.).
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 ofereça perigo ou mesmo seja proibido por legislação vigente, devido ao risco de acidentes ou até por questões ambientais. O pequeno tamanho e peso dos veículos aéreos não tripulados 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 veículos aéreos não tripulados 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. 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 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 é 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 elétrico maior, geralmente com restrições de computação em tempo real. Sistemas de controle de automação geralmente incorporam código e componentes legados que foram originalmente projetados para operar de forma independente. Ele é incorporado como parte de um dispositivo completo, muitas vezes incluindo peças mecânicas e de hardware. 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 veículo 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 está descrita no diagrama de blocos 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 o compartimento do dispositivo adequadamente.
Definições "Veículo" é um termo genérico para se referir a um veículo 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 veículo aéreo, aquático ou terrestre, remotamente pilotado (com diversos graus de autonomia) em que o dispositivo inventado é acoplado ou incorporado. Pode ser, por exemplo, uma aeronave multirotor,
uma aeronave asa fixa, um rover, entre outros. Nos exemplos a seguir, por simplicidade, são apresentados modelos similares ao Phantom 3, da fabricante DJI. "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" são quadras de floresta de eucalipto 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. Exemplos 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 thuringiensis (Bt), Trichogramma pretiosum, Beauveria bassiana, Trichoderma spp, Bacillus spp., Metarhizium anisopliae, Cotesia flavipes, Telenomus podisi, Tetrastichus howardii, Palmistichus elaseis, Trichogramma galloi e ácaros predadores entre outros. Os defensivos biológicos mais utilizados no Brasil são 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 sulco 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, nematoides de galha, cigarrinha das raízes, broca da cana, ácaros fitófagos, fungos gnats entre outros agentes nocivos à produção agrícola. "hopper" é uma estrura de armazenamento de produto a granel perimitindo a regarga do produto pela parte superior e a saída do mesmo pela parte inferior pela ação da gravidade.
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: Embulo Linear e Seu Uso Neste exemplo, mostrado nas Figura 3, Figura 4 e Figura 5, um dispositivo para liberação desses ovos foi projetado e é carregado por um veículo aéreo não-tripulado multirotor. O dispositivo é constituído por um dispensador para acomodação de carga paga, neste caso com um armazenador hopper. Este hopper é carregado com ovos de traça mas podendo ser qualquer outro material de aspecto semelhante, segundo prescrição para infestação necessária. O dispositivo contém (501) hopper, (502, 503) furos para fixação em estrutura do drone, (504) vão para saída do hopper, (505) mecanismo de liberação controlada linear com pelo menos um (506) vão para passagem que permite a queda do produto em questão. O mecanismo de liberação do dispositivo pode estar preso por um acoplamento (507) ao eixo de um motor, (508) um motor de passo ou mesmo um servo motor para acionar o movimento linear do liberador. O dispositivo contém uma estrutura de carenagem dividida em: (510) estrutura central, que contém (511) furo para carregamento do produto, (512) furo para liberação do produto, (513) chave de liga- desliga para interrupção física do dispositivo, (514) bateria para o sistema e, por fim, uma (515) placa de circuito controladora. (506) O volume de cada vão do dispositivo liberador bem como os (512) furos de saída da estrutura e hopper podem ser alterados conforme especificação do produto a ser liberado. Neste caso, o (508) servomotor é responsável por mover o liberador de forma linear. 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 uso da localização geográfica obtida por sinais GNSS, para posições específicas ou a cada intervalo de distância percorrido; com o uso de um gatilho manual. A Figura 6 apresenta uma visão geral de um quadricóptero com um mecanismo de liberação acoplado. A imagem superior mostra que o (11) drone com o (12) mecanismo acoplado e a imagem inferior mostra uma vista inferior, na qual pode-se ver o (13) furo
liberador do dispositivo, pela qual cai a carga a ser liberada. Também é possível ver que o drone pode carregar consigo uma (14) câmera para análise simultânea. Modelo II: Êmbolo Rotativo e Seu Uso O dispensador de êmbolo rotativo pode ser visto na Figura 7. Neste mecanismo, o hopper carrega o produto e este é liberado pelo embolo rotativo. O embolo contem pelo menos 2 furos de modo em que um deles é preenchido por produto quando alinhado com o furo de saída do hopper e o outro (preenchido no passo anterior do embolo) é liberado no ambiente quando alinhado com o furo de saída da estrutura. O dispositivo consiste em mover o embolo para expor cada um dos compartimentos de liberação sequencialmente a posição de carga (alinhada com a saída do hopper) e a posição de liberação (alinhada com a posição de saída da estrutura). Esse dispositivo conta com (601) hopper armazenador (602) furo de saída do hopper (603) embolo rotativo de liberação e (604) vão para passagem que permite a queda do produto em questão (605) um motor de passo ou mesmo um servo motor para acionar o movimento rotativo do liberador. O volume de cada (604) vão do embolo liberador bem como os (602) furos de saída da estrutura e hopper podem ser alterados conforme especificação do produto a ser liberado. Modelo III: Embulo Cunha e Seu Uso Na Figura 8 é possível ver o mecanismo do tipo 3, embolo cunha. Neste mecanismo, o hopper carrega o produto e este é liberado pelo embolo cunha. O embolo contem pelo menos 2 furos de modo em que um deles é preenchido por produto quando alinhado com o furo de saída do hopper e o outro (preenchido no passo anterior do embolo) é liberado no ambiente quando alinhado com o furo de saída da estrutura. O dispositivo consiste em mover o embolo para expor cada um dos compartimentos de liberação sequencialmente a posição de carga (alinhada com a saída do hopper)
FOLHAS RETIFICADAS (REGRA 91)
e a posição de liberação (alinhada com a posição de saída da estrutura). Esse dispositivo conta com (701) hopper armazenador (702) furo de saída do hopper (703) embolo de liberação formato cunha e (704) vão para passagem que permite a queda do produto em questão (705) um motor de passo ou mesmo um servo motor para acionar o movimento rotativo do liberador. O volume de cada (704) vão do embolo liberador bem como os furos de saída da estrutura e hopper podem ser alterados conforme especificação do produto a ser liberado. A presente invenção foi projetada especificamente para aeronaves de múltiplos rotores, mas outros tipos de veículos podem ser utilizados para transportar o aparato dispensador. A invenção foi especificamente concebida para dispersar ovos de traças parasitadas pelo inseto benéfico, como mostrado na Figura 8. No entanto, a invenção pode ser adaptada para descartar outras pequenas cargas úteis, como formicidas em pó, granulados, etc. O aparato dispensador é feito de materiais leves 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 situações ou mudanças em materiais, composições, processos, etapas e objetivos particulares que sejam realizados também estão dentro do âmbito das reivindicações anexas.
FOLHAS RETIFICADAS (REGRA 91)
Claims
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:
• 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
4. Aparato dispensador de acordo com a reivindicação 3, 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
5. Aparato dispensador de acordo com a reivindicação 4, 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 a granel
6. Aparato dispensador de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por compreender:
• o uso de pupas parasitadas ou ovos de insetos parasitados das quais nascem os inimigos naturais da praga como carga paga
7. Aparato dispensador de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por compreender:
• o uso de sementes, pós, ou quais quer materiais de similar formato como carga paga
8. Aparato dispensador de acordo com as reivindicações 6 e 7, caracterizado por compreender:
• EMBULO LINEAR - a utilização de um embulo linear, ou conjuntos de embulos lineares, como dosador e liberador de carga a granel a partir de uma estrutura hopper de armazenamento (como o descrito em Modelo I: Dispensador de Embulo Linear e Seu Uso)
9. Aparato dispensador de acordo com as reivindicações 7 e 8, caracterizado por compreender:
• EMBULO ROTATIVO - a utilização de um embulo circular, ou qualquer outra geometria afim, como dosador e liberador de carga a granel a partir de uma estrutura hopper de armazenamento (como o descrito em Modelo II: Dispensador de Embulo Rotativo e Seu Uso)
10. Aparato dispensador de acordo com as reivindicações 7 e 8, caracterizado por compreender:
• EMBULO CUNHA - a utilização de um embulo em formato de cunha, ou qualquer outra geometria afim, como dosador e liberador de carga a granel a partir de uma estrutura hopper de (como o descrito em Modelo III: Dispensador de Embulo Cunha e Seu Uso)
11. 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 componentes do aparato, como mecanismos, motores, servomotores etc.
• mecanismo de liberação de produto
12. 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 missão
• a realização das liberações em missão
• a aquisição dos dados de aplicação
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- 2020-07-24 WO PCT/BR2020/050284 patent/WO2022016244A1/pt active Application Filing
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