WO2022108489A1 - Automatically flying sprayer connectable to ground vehicles - Google Patents

Automatically flying sprayer connectable to ground vehicles Download PDF

Info

Publication number
WO2022108489A1
WO2022108489A1 PCT/RU2021/050377 RU2021050377W WO2022108489A1 WO 2022108489 A1 WO2022108489 A1 WO 2022108489A1 RU 2021050377 W RU2021050377 W RU 2021050377W WO 2022108489 A1 WO2022108489 A1 WO 2022108489A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
working fluids
complex
pipe
transport platform
sprayer
Prior art date
Application number
PCT/RU2021/050377
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Константин Георгиевич АНИМИЦА
Original Assignee
Константин Георгиевич АНИМИЦА
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Константин Георгиевич АНИМИЦА filed Critical Константин Георгиевич АНИМИЦА
Publication of WO2022108489A1 publication Critical patent/WO2022108489A1/en

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01MCATCHING, TRAPPING OR SCARING OF ANIMALS; APPARATUS FOR THE DESTRUCTION OF NOXIOUS ANIMALS OR NOXIOUS PLANTS
    • A01M7/00Special adaptations or arrangements of liquid-spraying apparatus for purposes covered by this subclass
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D1/00Dropping, ejecting, releasing, or receiving articles, liquids, or the like, in flight
    • B64D1/16Dropping or releasing powdered, liquid, or gaseous matter, e.g. for fire-fighting
    • B64D1/18Dropping or releasing powdered, liquid, or gaseous matter, e.g. for fire-fighting by spraying, e.g. insecticides

Definitions

  • the invention relates to technical devices designed for irrigation with liquids and reagents of objects of large area and length.
  • the proposed technical solution with a high level of automation provides: an increase in the coverage of the cultivated area of crops than traditional chemical treatment and irrigation systems have; a significant increase in productivity per unit of equipment; work on soils with low bearing capacity without damaging the seedlings of growing crops and disturbing the fertile layer; work on difficult terrain, where growing crops are located on an inclined or non-rectilinear surface (including mountains, hills, checks, embankments, etc.); targeted accurate (if necessary and sufficient) volumes of application of working fluids.
  • pipeline sprayer (5) of flexible hoses connected to each other and containing, in addition to pipes, also located at a certain distance from each other atomizers (6) with electrically controlled spraying of liquids and its cutoff; [0007] in parallel with the pipeline (5) there is a cable (8) of power supply (from the onboard network of the transport platform) and control (from the control system of the complex);
  • the pipeline (5) with cable (8) and nozzles (6) is attached to vertical takeoff and landing unmanned aerial vehicles (UAVs) (4) through periodic distances provided by the carrying capacity of the UAVs used;
  • UAVs unmanned aerial vehicles
  • Summer connects to a transport platform (1) (driver-controlled, remote-controlled or unmanned), which, by the design of its chassis, has minimal mechanical impact on the underlying surface and vegetation of the cultivated field (without disturbing the fertile layer).
  • a transport platform for example, pneumatic ducts of various brands or trailers for them, including those already available on the farm, can be used.
  • the pipeline is laid or coiled on the transport drums (7) of the transport platform, where also for all UAVs there are sites for their deployment.
  • trailers with tanks (10) connected by pipelines with power and control cables (11) can be docked to the complex by a road train each other into a single system.
  • the number of trailers is limited by the condition of ensuring the movement of the road train with the speed, maneuverability and safety necessary for the processing mode.
  • Pumping liquid between several trailers with connected tanks and a supply tank can be carried out by additional pumps installed both on the transport platform and on the trailers (12), and controlled automatically, as the supply tank on the platform is emptied.
  • the number of UAVs with the complex is limited by the capabilities of the power system of the transport platform and the capabilities of the pressure pump to ensure the operating mode of spraying liquids through the sprayer nozzles along the entire pipeline.
  • small backwater electric pumps can be installed at its end sections.
  • a distinctive feature of the working fluid tanks used in the complex is their equipping with sensors for the level of the liquid in them, information from the sensors is transmitted to the complex control system.
  • control system console of the complex can be placed both on board the transport platform and remotely, at the location of the operator of the complex, taking into account the provision of wireless communication between them.
  • the complex control system has the following functionality:
  • each UAV of a control system that allows for piloting and controlling the device in autonomous mode within the specified loads and restrictions; at the same time, the UAV control system can provide coordination of its position with respect to the design of the sprayer and the transport platforms on the drum autonomously and without georeferencing to the terrain (according to the pipeline geometry loaded into the system and the monitored position of the UAV during operation);
  • the UAV control system maintains the constancy of the given altitude, direction and flight speed, depending on the terrain loaded into the system and the program of their flight along the trajectory of the complex;
  • the present invention is close in technical essence to the widespread ground agricultural machinery with a boom sprayer moved on the machine itself or on its trailer, where, in addition to the sprayer, there are supply tanks, a pump unit and all the necessary piping for operation, but is devoid of its disadvantages, namely :
  • the complex carries a larger volume of working fluids than aviation, which ensures greater continuity of productive work.
  • Fig. 1 The essence of the invention is shown in Fig. 1, where the front and side views schematically show the complex with the LetO sprayer; view in a partially expanded position (one branch); the UAV is also shown in the working position in flight, front view, with a section of the pipeline and working sprayers.
  • Fig. 1 for greater clarity, only those elements that are necessary for understanding the essence of the technical solution are summarized, and auxiliary details known to specialists in this field are not shown.
  • the diagram shows: Front and side views in transport position; View in a partially expanded position (one branch); View of a UAV carrying a pipeline section with sprayers and a power and control cable.
  • the technical result is achieved by the fact that the expansion of area coverage and speed of spraying and irrigation of lands, as well as work with difficult terrain, is carried out using automatically flying UAVs (a network of several UAVs) carrying a flexible pipeline of the spraying system connected to the transport platform ; a reduction in maintenance time is achieved by using a road train with the supply of working fluids by a supply vehicle, and savings from the accuracy of applying working fluids is achieved by using an advanced control system for the complex that works with maps of vegetation indices, which controls the operating modes of sprayers that form targeted accurate (if necessary and sufficiency) volumes introduction of working fluids.
  • UAVs a network of several UAVs
  • the invention is applicable in agriculture, in particular, as a technical device designed for irrigation and chemical treatment (including weeding, application of mineral fertilizers and pest control) of field crops and crops grown on checks, fruit , bushes, trees, etc.
  • the invention is also applicable to irrigation with chemicals in order to eliminate emergency spills of oil and oil products.
  • the invention can also be used to extinguish areal or local fires, as well as washing windows in high-rise buildings (in this case, the device can be mounted as a stationary building engineering system).
  • PTL1 Sprayer vehicle comprising; a frame with an engine, transmission, wheel suspension with ultra-low pressure tires, a body and a boom sprayer, the body is equipped with a compartment in which the sprayer tank on the subframe and the pump are located (Utility model patent RU No. 138934 MPK V60R 3/00; , 2014).
  • a flying sprayer is known in the form of a vertical takeoff and landing unmanned aerial vehicle carrying a payload in the form of a liquid tank and a nozzle for spraying liquid from the tank (International application No. PCT / CN 2015 / 080528, 01.06.2015 ., patent for invention US 2017043870 A1, 16.02.2017);
  • PTL3 A similar patent is known describing a vehicle with flying sprayers, comprising: a vehicle (tractor with a trailer with a large supply tank) having a front platform with a front tank, on which vertical take-off and landing unmanned aerial vehicles are mobile sprayers, filling the internal tanks of which occurs periodically when they return to the platform and are connected to the front tank located on the front platform (Patent for invention RU No. 2712710 IPC A01 M 7/00, B64D 1/18);
  • PTL4 There is also a patent describing "Robotic complex for automated aviation chemical processing of plants and method of its application" (Patent for invention RU No. 2586142 IPC A01 M 7/00).
  • NPL1 io

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Insects & Arthropods (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Catching Or Destruction (AREA)

Abstract

The invention relates to technical devices for spraying large, long areas with liquids and reagents. The technical solution proposed by the present invention is a flexible pipe which is connectable to a master source of working liquids and electrical power (a transport platform or stationary system), said pipe having nozzles and a power and control cable and being automatically carried when in operating mode by one or a number of vertical takeoff and landing unmanned aerial vehicles which are connected to the pipe and receive power and working fluids from the master source, said pipe as a whole providing as it moves for the automatic spraying of an area to be treated with target volumes of working fluids supplied from tanks disposed in the master source or connected thereto.

Description

Подключаемый к наземной технике автоматически летающий опрыскиватель Ground-attached auto-flying sprayer
[0001] [0001]
Technical Field technical field
[0002] Изобретение относится к техническим устройствам, предназначенным для орошения жидкостями и реагентами объектов большой площади и протяженности. [0002] The invention relates to technical devices designed for irrigation with liquids and reagents of objects of large area and length.
Background Art background art
[0003] В настоящей заявке техническое решение изобретения далее описывается в применении для химобработки сельхозугодий, но подобная схема может использоваться и в других, в том числе, описанных далее областях применения. [0003] In this application, the technical solution of the invention is further described in the application for chemical processing of farmland, but a similar scheme can be used in other applications, including those described below.
[0004] Предлагаемым техническим решением с высоким уровнем автоматизации обеспечивается: увеличение ширины охвата обрабатываемой площади посевов, чем имеют традиционные системы химобработки и орошения; существенное увеличение производительности на единицу техники; работа на почвах с низкой несущей способностью без повреждения всходов растущих культур и нарушения плодородного слоя; работа на сложном рельефе местности, где растущие культуры расположены на наклонной или непрямолинейной поверхности (в том числе, горы, холмы, чеки, насыпи и т.п.); адресно точные (по необходимости и достаточности) объемы внесения рабочих жидкостей. [0004] The proposed technical solution with a high level of automation provides: an increase in the coverage of the cultivated area of crops than traditional chemical treatment and irrigation systems have; a significant increase in productivity per unit of equipment; work on soils with low bearing capacity without damaging the seedlings of growing crops and disturbing the fertile layer; work on difficult terrain, where growing crops are located on an inclined or non-rectilinear surface (including mountains, hills, checks, embankments, etc.); targeted accurate (if necessary and sufficient) volumes of application of working fluids.
Summary of Invention Summary of Invention
[0005] Техническое решение комплекса с Подключаемым к наземной технике автоматически летающим опрыскивателем (сокр. - «ЛетО») для химобработки агрокультур состоит из следующих компонентов: [0005] The technical solution of the complex with an automatically flying sprayer connected to ground equipment (abbreviated - “LetO”) for the chemical treatment of crops consists of the following components:
[0006] трубопровода опрыскивателя (5) из гибких шлангов, соединенных между собой и содержащих, помимо труб, также и расположенные на определенном расстоянии друг от друга распылители (6), имеющие электрическое управление распылом жидкостей и его отсечением; [0007] параллельно трубопроводу (5) размещен кабель (8) электропитания (от бортовой сети транспортной платформы) и управления (от системы управления комплексом); [0006] pipeline sprayer (5) of flexible hoses connected to each other and containing, in addition to pipes, also located at a certain distance from each other atomizers (6) with electrically controlled spraying of liquids and its cutoff; [0007] in parallel with the pipeline (5) there is a cable (8) of power supply (from the onboard network of the transport platform) and control (from the control system of the complex);
[0008] трубопровод (5) с кабелем (8) и распылителями (6) прикреплен к беспилотным летательным аппаратам (БЛА) вертикального взлета и посадки (4) через периодические расстояния, обеспечиваемые грузоподъемностью применяемых БЛА; [0008] the pipeline (5) with cable (8) and nozzles (6) is attached to vertical takeoff and landing unmanned aerial vehicles (UAVs) (4) through periodic distances provided by the carrying capacity of the UAVs used;
[0009] системы автоматического управления распылением и полетом БЛА с планированием и отслеживанием траектории движения комплекса с пультом управления. [0009] systems for automatic control of spraying and UAV flight with planning and tracking the trajectory of the movement of the complex with a control panel.
[0010] ЛетО подключается к транспортной платформе (1 ) (управляемой водителем, дистанционно управляемой или беспилотной), по конструкции своего шасси оказывающей минимальное механическое воздействие на подстилающую поверхность и растительность обрабатываемого поля (без нарушения плодородного слоя). В качестве платформы могут применяться, например, пневмоходы различных марок или прицепы к ним, в том числе, уже имеющиеся в агрохозяйстве. [0010] Summer connects to a transport platform (1) (driver-controlled, remote-controlled or unmanned), which, by the design of its chassis, has minimal mechanical impact on the underlying surface and vegetation of the cultivated field (without disturbing the fertile layer). As a platform, for example, pneumatic ducts of various brands or trailers for them, including those already available on the farm, can be used.
[0011] На такой платформе или на прицепе к ней устанавливаются: [0011] On such a platform or on a trailer to it are installed:
[0012] (2) - расходный бак (или система из нескольких баков) для воды или жидких удобрений (далее - «жидкости», «рабочие жидкости»), насосный агрегат (3) для их нагнетания в трубопровод системы опрыскивания (5); [0012] (2) - a supply tank (or a system of several tanks) for water or liquid fertilizers (hereinafter referred to as "liquids", "working fluids"), a pumping unit (3) for pumping them into the spraying system pipeline (5);
[0013] для компактной перевозки и перемещения между угодьями для обработки трубопровод укладывается или сматывается на транспортировочные барабаны (7) транспортной платформы, где также для всех БЛА предусмотрены площадки их базирования. [0013] for compact transportation and movement between areas for processing, the pipeline is laid or coiled on the transport drums (7) of the transport platform, where also for all UAVs there are sites for their deployment.
Technical Problem Technical Problem
[0014] Интенсивность землепользования и увеличение роли агропродукции в ВВП развивающихся стран в настоящее время приводит к усилению роли химобработки посевов в повышении их урожайности. Так, в затратах на одну тонну сельскохозяйственной продукции средства защиты растений могут занимать 20-30%, а если год неблагоприятный, то и все 50% затрат на производство урожая культур. [0014] The intensity of land use and the increasing role of agricultural products in the GDP of developing countries is currently leading to an increased role of chemical treatment of crops in increasing their productivity. So, in the cost of one ton of agricultural products, plant protection products can take 20-30%, and if the year is unfavorable, then all 50% of the cost of producing crops.
[0015] Глобальное потепление развивается с рекордной скоростью. Все более жаркое лето в разных областях планеты приводит к засухе, которая может продолжаться несколько лет подряд, например, в Калифорнии (США), рекордная за последние 1200 лет сушь длилась с 2011 по 2017 год. Сильная засуха, помимо вреда для агросектора, создает благоприятные условия для распространения огня, что приводит к катастрофическим пожарам в разных частях планеты: в Австралии, США, России и других странах. [0015] Global warming is developing at a record rate. An increasingly hot summer in different areas of the planet leads to a drought that can last for several years in a row, for example, in California (USA), a record drought over the past 1200 years lasted from 2011 to 2017. A severe drought, in addition to harming the agricultural sector, creates favorable conditions for the spread of fire, which leads to catastrophic fires in different parts of the world: in Australia, the USA, Russia and other countries.
[0016] Виду низкой производительности наземных сельскохозяйственных опрыскивателей, в случае необходимости оперативного проведения химобработки большой площади угодий, агропроизводители вынуждены единовременно применять несколько единиц техники с опрыскивателями и прибегать к дорогостоящим услугам сельхозавиации. [0016] In view of the low productivity of ground agricultural sprayers, if it is necessary to quickly carry out chemical treatment of a large area of land, agricultural producers are forced to simultaneously use several pieces of equipment with sprayers and resort to expensive agricultural aviation services.
Solution to Problem Solution to Problem
[0017] Проблема ограничений производительности известного наземного опрыскивателя и ограничений одиночных беспилотных летательных аппаратов, применяющихся для опрыскивания, решается предлагаемым изобретением. Компонентный состав технического решения описан выше. [0017] The problem of performance limitations of known ground sprayers and limitations of single unmanned aerial vehicles used for spraying is solved by the present invention. The component composition of the technical solution is described above.
[0018] Для обеспечения большего эффекта и максимальной производительности комплекса, помимо одного прицепа (9) или одной транспортной платформы с баком жидкостей, к комплексу могут быть пристыкованы автопоездом дополнительные прицепы с баками (10), соединенные трубопроводами с кабелями питания и управления (11 ) между собой в единую систему. Количество прицепов ограничивается условием обеспечения движения автопоезда с необходимой для режима обработки скоростью, маневренностью и безопасностью. Перекачка жидкости между несколькими прицепами с соединенными баками и расходным баком может осуществляться дополнительными насосами, устанавливаемыми как на транспортной платформе, так и на прицепах (12), и управляемыми автоматически, по мере опорожнения расходного бака на платформе. [0019] Количество БЛА с составе комплекса ограничивается возможностями энергосистемы транспортной платформы и возможностями напорного насоса для обеспечения рабочего режима распыления жидкостей через форсунки опрыскивателя вдоль всего трубопровода. При этом для увеличения напора и компенсации потерь давления в длинном трубопроводе, на его концевых участках могут устанавливаться небольшие электронасосы подпора. [0018] To ensure greater effect and maximum performance of the complex, in addition to one trailer (9) or one transport platform with a tank of liquids, additional trailers with tanks (10) connected by pipelines with power and control cables (11) can be docked to the complex by a road train each other into a single system. The number of trailers is limited by the condition of ensuring the movement of the road train with the speed, maneuverability and safety necessary for the processing mode. Pumping liquid between several trailers with connected tanks and a supply tank can be carried out by additional pumps installed both on the transport platform and on the trailers (12), and controlled automatically, as the supply tank on the platform is emptied. [0019] The number of UAVs with the complex is limited by the capabilities of the power system of the transport platform and the capabilities of the pressure pump to ensure the operating mode of spraying liquids through the sprayer nozzles along the entire pipeline. At the same time, to increase the pressure and compensate for pressure losses in a long pipeline, small backwater electric pumps can be installed at its end sections.
[0020] Отличительной особенностью используемых в комплексе баков для рабочей жидкости является их оснащение датчиками уровня находящейся в них жидкости, информация с датчиков передается в систему управления комплексом. [0020] A distinctive feature of the working fluid tanks used in the complex is their equipping with sensors for the level of the liquid in them, information from the sensors is transmitted to the complex control system.
[0021] Эти прицепы могут заменяться по мере опустошения баков на аналогичные, заполненные рабочими жидкостями, путем подвоза их машиной снабжения, без ухода комплекса с ЛетО с рабочей траектории движения, уменьшая количество промежуточных остановок и возвращений на базу для заправки. [0021] These trailers can be replaced as the tanks are empty with similar ones filled with working fluids by transporting them by a supply vehicle, without leaving the LetO complex from the working trajectory, reducing the number of intermediate stops and returns to the base for refueling.
[0022] Пульт системы управления комплексом может быть размещен как на борту транспортной платформы, так и удаленно, в пункте размещения оператора комплекса, с учетом обеспечения беспроводной связи между ними. [0022] The control system console of the complex can be placed both on board the transport platform and remotely, at the location of the operator of the complex, taking into account the provision of wireless communication between them.
[0023] Система управления комплексом обладает следующими функциональными возможностями: [0023] The complex control system has the following functionality:
[0024] - планирование траектории движения комплекса по полю (параллельными колеями, расстояние между которыми определяется длиной трубопровода опрыскивателя с БЛА), с расчетом применяемых для обработки жидкостей в необходимом режиме обработки угодий, при этом на информационной панели (дисплее) эта траектория демонстрируется с отметками остановок комплекса по окончании жидкости в расходных баках, когда комплекс будет останавливаться для заправки новым объемом жидкости, или когда прицепы с баками в автопоезде будут меняться. Информация о скором окончании рабочей жидкости передается на базу размещения транспортной машины, для ее опережающей готовности к транспортировке и замене прицепов с опорожнившимися баками, исключая простои комплекса в ожидании их подвоза. [0024] - planning the trajectory of the movement of the complex across the field (parallel tracks, the distance between which is determined by the length of the pipeline of the sprayer with the UAV), with the calculation of the liquids used for processing in the required mode of processing the land, while on the information panel (display) this trajectory is shown with marks stops of the complex at the end of the liquid in the supply tanks, when the complex will stop to refuel with a new volume of liquid, or when trailers with tanks in the road train will change. Information about the imminent end of the working fluid is transmitted to the base of the transport vehicle, for its advanced readiness for transportation and replacement of trailers with empty tanks, excluding downtime of the complex in anticipation of their delivery.
[0025] - иметь возможность автоматического задания режимов работы каждого опрыскивателя в системе по загруженной в систему карте вегетационных индексов растительности обрабатываемого поля или карте состояния почв, полученной ранее от аэро- или космической фотосъемки; [0025] - be able to automatically set the operating modes of each sprayer in the system according to the map of vegetation indices of the cultivated field loaded into the system or the map of the state of the soil obtained earlier from aerial or space photography;
[0026] - индикацию на информационной панели (дисплее) водителю (или оператору) комплекса, какая площадь обработки была произведена и какая еще предстоит с указанным текущим расходом применяемой жидкости, сколько времени и какое расстояние по траектории движения осталось проехать до следующей остановки для заполнения расходных баков; [0026] - indication on the information panel (display) to the driver (or operator) of the complex, what area of processing has been done and what is still to be done with the specified current flow rate of the liquid used, how much time and what distance along the trajectory is left to travel to the next stop to fill consumables tanks;
[0027] - заведение оператором при заправке бака и индикацию в процессе работы типа применяемых для обработки жидкостей, их объем на борту комплекса на момент заправки и их текущий объем во время работы; [0027] - introduction by the operator when filling the tank and indication during operation of the type of liquids used for processing, their volume on board the complex at the time of refueling and their current volume during operation;
[0028] - дистанционную связь между транспортной платформой и пунктом размещения удаленного оператора комплекса. [0028] - remote communication between the transport platform and the location of the remote operator of the complex.
[0029] Конструкция беспилотных летательных аппаратов обладает следующими отличительными признаками: [0029] The design of unmanned aerial vehicles has the following distinctive features:
[0030] - антикоррозионная защита всех элементов БЛА от применяемых в процессе работы жидкостей; [0030] - anti-corrosion protection of all UAV elements from liquids used in the process of operation;
[0031 ] - наличие на борту каждого БЛА системы управления, позволяющей обеспечивать пилотирование и управление аппаратом в автономном режиме в пределах заданных нагрузок и ограничений; при этом, координирование своего положения относительно конструкции опрыскивателя и транспортировочных площадок на барабане система управления БЛА может обеспечивать автономно и без географической привязки к местности (по загруженной в систему геометрии трубопровода и отслеживаемому положению БЛА в процессе работы); [0031 ] - the presence on board each UAV of a control system that allows for piloting and controlling the device in autonomous mode within the specified loads and restrictions; at the same time, the UAV control system can provide coordination of its position with respect to the design of the sprayer and the transport platforms on the drum autonomously and without georeferencing to the terrain (according to the pipeline geometry loaded into the system and the monitored position of the UAV during operation);
[0032] - система управления БЛА обеспечивает поддержание постоянства заданных высоты, направления и скорости полета, в зависимости от загруженного в систему рельефа местности и программы их полета по траектории движения комплекса; [0032] - the UAV control system maintains the constancy of the given altitude, direction and flight speed, depending on the terrain loaded into the system and the program of their flight along the trajectory of the complex;
[0033] - наличие связи бортовых систем управления БЛА с единой системой управления комплексом, в том числе, в целях развертывания системы в рабочий режим и свертывания ее в транспортировочный режим, а также контроля местоположения БЛА относительно транспортной платформы и транспортировочных барабанов. [0033] - the presence of communication of the onboard control systems of the UAV with a single control system of the complex, including for the purpose of deploying the system into the operating mode and folding it into the transport mode, as well as controlling the location of the UAV relative to the transport platform and transport drums.
[0034] Помимо указанной выше комплектации возможна совместная работа ЛетО со штанговым опрыскивателем, размещенным на той же транспортной платформе. В этом случае ЛетО присоединяется к оконечному участку трубопровода штангового опрыскивателя и становится его расширителем охвата, работа при этом осуществляется обеими системами опрыскивания. [0034] In addition to the above configuration, LetO can work together with a boom sprayer located on the same transport platform. In this case, LetO joins the end section of the boom sprayer pipeline and becomes its coverage expander, while work is carried out by both spraying systems.
Advantageous Effects of Invention Advantageous Effects of Invention
[0035] Настоящее изобретение близко по технической сущности широко распространенной наземной сельскохозяйственной технике со штанговым опрыскивателем, перемещаемом на самой машине или на ее прицепе, где помимо опрыскивателя имеются расходные баки, насосный агрегат и вся необходимая обвязка для работы, но лишено ее недостатков, а именно: [0035] The present invention is close in technical essence to the widespread ground agricultural machinery with a boom sprayer moved on the machine itself or on its trailer, where, in addition to the sprayer, there are supply tanks, a pump unit and all the necessary piping for operation, but is devoid of its disadvantages, namely :
[0036] - ширина охвата ЛетО и скорость перемещения, а значит, производительность - значительно больше, чем у широко применяемой наземной техники (показатель зависит от длины трубопровода ЛетО) [0036] - the width of the LetO coverage and the speed of movement, which means that the productivity is much greater than that of the widely used ground equipment (the indicator depends on the length of the LetO pipeline)
[0037] - ЛетО автоматически следует сложному рельефу и облетает препятствия; [0037] - LetO automatically follows difficult terrain and flies around obstacles;
[0038] - ЛетО не оказывает нагрузки на почву - транспортная платформа может буксировать прицепы с дополнительными емкостями с рабочими жидкостями, что может сократить количество остановок на заправку рабочими жидкостями. [0038] - Summer does not put pressure on the soil - the transport platform can tow trailers with additional containers of working fluids, which can reduce the number of stops for refueling working fluids.
[0039] В отличие от летающих опрыскивателей на базе одиночных БЛА, ЛетО имеет следующие преимущества: [0039] Unlike flying sprayers based on single UAVs, LetO has the following advantages:
[0040] - длительность рабочего хода комплекса с летающим опрыскивателем ЛетО ограничена гораздо большим объемом рабочих жидкостей, находящимся на наземной транспортной платформе, чем имеется на борту одиночного БЛА; [0040] - the duration of the working stroke of the complex with the LetO flying sprayer is limited by a much larger volume of working fluids, located on a ground transport platform than is available on board a single UAV;
[0041 ] - длительность рабочего хода зависит только от наличия топлива на борту транспортной платформы, с которой ЛетО получает электропитание и не ограничена емкостью электрических аккумуляторных батарей на борту одиночного БЛА; [0041 ] - the duration of the stroke depends only on the availability of fuel on board the transport platform from which LetO receives power and is not limited by the capacity of electric batteries on board a single UAV;
[0042] - ЛетО обладает широким спектром реализуемых расходов рабочих жидкостей, что обеспечивается многофорсуночной головкой используемых распылителей и производительностью насоса на борту транспортной платформы, в отличие от установленных форсунок одного типа и маломощного насоса на одиночных БЛА; [0042] - Summer has a wide range of realizable flow rates of working fluids, which is provided by the multi-injector head of the used sprayers and the pump performance on board the transport platform, in contrast to the installed injectors of the same type and a low-power pump on single UAVs;
[0043] - для ЛетО не требуется регистрация и сертификация летной годности, которая необходима для БЛА (с MTOW более 30 кг) или сельхозавиации, не требуется разрешение на использование воздушного пространства, т.к. ЛетО - это интегрированный элемент конструкции наземной техники с непрерывным электропитанием, а не летательный аппарат. [0043] - Summer does not require registration and airworthiness certification, which is required for UAVs (with an MTOW of more than 30 kg) or agricultural aviation, does not require permission to use the airspace, because LetO is an integrated structural element of ground equipment with continuous power supply, and not an aircraft.
[0044] В отличие от сельхозавиации ЛетО имеет следующие преимущества: [0044] Unlike agricultural aviation, LetO has the following advantages:
[0045] - не является транспортным средством высокого риска для жизни людей (пилотов); [0045] - is not a high-risk vehicle for the lives of people (pilots);
[0046] - может работать ночью; [0046] - can work at night;
[0047] - ввиду режима своей работы на высоте 0,5 м над поверхностью земли или посевов - имеет наименьший дрифт и потери реагентов; [0047] - due to the mode of its operation at a height of 0.5 m above the ground or crops - has the least drift and loss of reagents;
[0048] - комплекс несет больший объем рабочих жидкостей, чем авиация, что обеспечивает большую непрерывность производительной работы. [0048] - the complex carries a larger volume of working fluids than aviation, which ensures greater continuity of productive work.
Brief Description of Drawings Brief Description of Drawings
[0049] Сущность изобретения изображена на рис. 1 , где на видах спереди и сбоку схематично показан комплекс с опрыскивателем ЛетО; вид в частично развернутом положении (одна ветка); также показан БЛА в рабочем положении в полете, вид спереди, с участком трубопровода и работающими распылителями. [0050] На рис.1 для большей ясности обобщенно представлены только те элементы, которые необходимы для понимания сущности технического решения, а известные специалистам в данной области вспомогательные детали - не показаны. [0049] The essence of the invention is shown in Fig. 1, where the front and side views schematically show the complex with the LetO sprayer; view in a partially expanded position (one branch); the UAV is also shown in the working position in flight, front view, with a section of the pipeline and working sprayers. [0050] In Fig. 1, for greater clarity, only those elements that are necessary for understanding the essence of the technical solution are summarized, and auxiliary details known to specialists in this field are not shown.
[0051] Приведенная схема является только одним из возможных вариантов реализации (осуществления) настоящего изобретения, и объем защиты настоящего изобретения не ограничивается указанным вариантом. [0051] The above diagram is only one of the possible embodiments (implementation) of the present invention, and the scope of protection of the present invention is not limited to this option.
Fig.1 Fig.1
[0052] [Fig.1] Рис.1. Схема изобретения. [0052] [Fig.1] Fig.1. Scheme of the invention.
[0053] На схеме показаны: Вид спереди и сбоку в транспортировочном положении; Вид в частично развернутом положении (одна ветка); Вид БЛА, несущего участок трубопровода с распылителями и кабелем питания и управления. [0053] The diagram shows: Front and side views in transport position; View in a partially expanded position (one branch); View of a UAV carrying a pipeline section with sprayers and a power and control cable.
[0054] Обозначения на схеме: 1 - транспортная платформа, 2 - расходный бак, 3 - насосный агрегат, 4 - БЛА, 5 - трубопровод системы опрыскивания, 6 - распылители, 7 - транспортировочные барабаны, 8 - кабель электропитания и управления, 9 - прицепы, 10 - дополнительные баки, 11 - соединительные трубопроводы с кабелем питания и управления, 12 - дополнительные насосы. [0054] Designations in the diagram: 1 - transport platform, 2 - supply tank, 3 - pump unit, 4 - UAV, 5 - spray system pipeline, 6 - sprayers, 7 - transport drums, 8 - power supply and control cable, 9 - trailers, 10 - additional tanks, 11 - connecting pipelines with power and control cable, 12 - additional pumps.
Description of Embodiments Description of Embodiments
[0055] Технический результат от внедрения изобретения формируется из нескольких факторов: [0055] The technical result from the implementation of the invention is formed from several factors:
[0056] - обеспечение максимальной ширины охвата и площади единовременной обработки угодий, сравнимой со стационарными оросительными системами, [0056] - ensuring the maximum coverage and area of one-time cultivation of land, comparable to stationary irrigation systems,
[0057] - снижение непроизводительных затрат времени на обслуживание комплекса с опрыскивателем, [0057] - reduction of unproductive time spent on maintenance of the complex with a sprayer,
[0058] - снижение площади механического воздействия на всходы от колес тяжелой сельскохозяйственной техники, [0058] - reduction of the area of mechanical impact on seedlings from the wheels of heavy agricultural machinery,
[0059] - экономия рабочих жидкостей, ввиду точно регулируемого объема внесения удобрений на обрабатываемой площади, [0060] - получение возможности обработки угодий со сложным рельефом местности, где растущие культуры расположены на наклонной или непрямолинейной поверхности (в том числе, горы, холмы, чеки и т.п.). [0059] - saving of working fluids, due to the precisely regulated amount of fertilizer application on the cultivated area, [0060] - obtaining the possibility of processing lands with complex terrain, where growing crops are located on an inclined or non-rectilinear surface (including mountains, hills, checks, etc.).
[0061] Технический результат достигается тем, что расширение охвата площади и скорости опрыскивания и орошения угодий, а также работа со сложным рельефом местности, осуществляется при помощи автоматически летающих БЛА (сети из нескольких БЛА), несущих гибкий трубопровод системы опрыскивания, подключенный к транспортной платформе; снижение времени на обслуживание достигается применением автопоезда с подвозом рабочих жидкостей машиной снабжения, а экономия от точности внесения рабочих жидкостей - применением развитой системы управления комплексом, работающей с картами вегетационных индексов, которая управляет режимами работы распылителей, формирующих адресно точные (по необходимости и достаточности) объемы внесения рабочих жидкостей. [0061] The technical result is achieved by the fact that the expansion of area coverage and speed of spraying and irrigation of lands, as well as work with difficult terrain, is carried out using automatically flying UAVs (a network of several UAVs) carrying a flexible pipeline of the spraying system connected to the transport platform ; a reduction in maintenance time is achieved by using a road train with the supply of working fluids by a supply vehicle, and savings from the accuracy of applying working fluids is achieved by using an advanced control system for the complex that works with maps of vegetation indices, which controls the operating modes of sprayers that form targeted accurate (if necessary and sufficiency) volumes introduction of working fluids.
Examples Examples
[0062] [0062]
Industrial Applicability Industrial Applicability
[0063] Изобретение применимо в сельском хозяйстве, в частности, как техническое устройство, предназначенное для орошения и химической обработки (в т.ч. прополки, внесения минеральных удобрений и средств защиты посевов от вредителей) полевых культур и культур, выращиваемых на чеках, плодовых, кустарников, деревьев и др. [0063] The invention is applicable in agriculture, in particular, as a technical device designed for irrigation and chemical treatment (including weeding, application of mineral fertilizers and pest control) of field crops and crops grown on checks, fruit , bushes, trees, etc.
[0064] Изобретение также применимо для орошения химическими реагентами в целях ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов. [0064] The invention is also applicable to irrigation with chemicals in order to eliminate emergency spills of oil and oil products.
[0065] Изобретение также может быть использовано для тушения площадных или локальных пожаров, а также мытья окон в высотных зданиях (при этом, устройство может быть смонтировано как стационарная инженерная система здания). [0065] The invention can also be used to extinguish areal or local fires, as well as washing windows in high-rise buildings (in this case, the device can be mounted as a stationary building engineering system).
Reference Signs List Reference Sign List
[0066] [0066]
Reference to Deposited Biological Material [0067] Reference to Deposited Biological Material [0067]
Sequence Listing Free Text Sequence Listing Free Text
[0068] [0068]
Citation List Citation List
[0069] [0069]
Patent Literature Patent Literature
[0070] PTL1 : Транспортное средство с опрыскивателем, содержащее; раму с двигателем, трансмиссией, подвеской колес с шинами сверхнизкого давления, кузов и штанговый опрыскиватель, кузов оснащен отсеком, в котором размещены бак опрыскивателя на подрамнике и насос (Патент на полезную модель RU №138934 МПК В60Р 3/00; A01 G 25/09,2014). [0070] PTL1 : Sprayer vehicle comprising; a frame with an engine, transmission, wheel suspension with ultra-low pressure tires, a body and a boom sprayer, the body is equipped with a compartment in which the sprayer tank on the subframe and the pump are located (Utility model patent RU No. 138934 MPK V60R 3/00; , 2014).
[0071] PTL2: Известен летающий опрыскиватель в виде беспилотного летательного аппарата вертикального взлета и посадки, несущего полезную нагрузку в виде резервуара для жидкости и насадку для распыления жидкости из резервуара (Международная заявка № PCT / CN 2015 / 080528, 01 . 06. 2015 г., патент на изобретение US 2017043870 А1 , 16. 02. 2017); [0071] PTL2: A flying sprayer is known in the form of a vertical takeoff and landing unmanned aerial vehicle carrying a payload in the form of a liquid tank and a nozzle for spraying liquid from the tank (International application No. PCT / CN 2015 / 080528, 01.06.2015 ., patent for invention US 2017043870 A1, 16.02.2017);
[0072] PTL3: Известен похожий патент, описывающий транспортное средство с летающими опрыскивателями, содержащее: транспортное средство (трактор с прицепом с большим расходным баком), имеющее переднюю платформу с фронтальным баком, на которой размещаются беспилотные летательные аппараты вертикального взлета и посадки, являющиеся мобильными опрыскивателями, заправка внутренних баков которых происходит периодически при их возврате на платформу, и соединении с размещенным на передней платформе фронтальным баком (Патент на изобретение RU №2712710 МПК А01 М 7/00, B64D 1/18); [0072] PTL3: A similar patent is known describing a vehicle with flying sprayers, comprising: a vehicle (tractor with a trailer with a large supply tank) having a front platform with a front tank, on which vertical take-off and landing unmanned aerial vehicles are mobile sprayers, filling the internal tanks of which occurs periodically when they return to the platform and are connected to the front tank located on the front platform (Patent for invention RU No. 2712710 IPC A01 M 7/00, B64D 1/18);
[0073] PTL4: Известен также патент, описывающий «Робототехнический комплекс для автоматизированной авиационной химической обработки растений и способ его применения» (Патент на изобретение RU № 2586142 МПК А01 М 7/00). [0073] PTL4: There is also a patent describing "Robotic complex for automated aviation chemical processing of plants and method of its application" (Patent for invention RU No. 2586142 IPC A01 M 7/00).
Non Patent Literature Non Patent Literature
[0074] NPL1 : io [0074] NPL1 : io

Claims

Claims Claims
[Claim 1] Подключаемый к наземной технике автоматически летающий опрыскиватель - это присоединяемый к базовому источнику рабочих жидкостей и электропитания (транспортной платформе или стационарной системе) гибкий трубопровод с распылителями, кабелем электропитания и управления, который в рабочем режиме автоматически несут подключенные к нему один или несколько беспилотных летательных аппаратов вертикального взлета и посадки, получающие от базового источника электропитание и рабочие жидкости, и который в целом обеспечивает в процессе своего движения автоматическое распыливание по обрабатываемой площади адресных объемов рабочих жидкостей, расходуемых из имеющихся в базовом источнике или из присоединенных к нему баков. [Claim 1] An auto-flying sprayer connected to ground vehicles is a flexible pipeline with sprayers, a power supply and control cable connected to the base source of working fluids and power supply (transport platform or stationary system), which in the operating mode is automatically carried by one or more connected to it vertical take-off and landing unmanned aerial vehicles that receive power and working fluids from the base source, and which, in general, ensures automatic spraying over the cultivated area of addressable volumes of working fluids consumed from the base source or from tanks attached to it during its movement.
PCT/RU2021/050377 2020-11-17 2021-11-16 Automatically flying sprayer connectable to ground vehicles WO2022108489A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020137792A RU2750543C1 (en) 2020-11-17 2020-11-17 Complex with automatically flying sprinklers and sprayers for irrigation and chemical treatment of agricultural crops (automatically flying expanders of the coverage of the area of irrigation and chemical treatment of agricultural crops for agricultural machinery)
RU2020137792 2020-11-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022108489A1 true WO2022108489A1 (en) 2022-05-27

Family

ID=76820231

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2021/050377 WO2022108489A1 (en) 2020-11-17 2021-11-16 Automatically flying sprayer connectable to ground vehicles

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2750543C1 (en)
WO (1) WO2022108489A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014160589A1 (en) * 2013-03-24 2014-10-02 Bee Robotics Corporation Aerial farm robot system for crop dusting, planting, fertilizing and other field jobs
CN105292474A (en) * 2015-11-06 2016-02-03 中国航空工业经济技术研究院 Aerial queue type agricultural unmanned aerial vehicle system
RU2586142C1 (en) * 2015-04-06 2016-06-10 Аслан Узеирович Заммоев Robotic system for automated aircraft plant chemical treatment and application method thereof
RU2712710C2 (en) * 2018-07-23 2020-01-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" Vehicle with a sprayer
RU2734661C1 (en) * 2020-03-05 2020-10-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" Complex of unmanned aerial vehicles based on aerostatic aircraft

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014160589A1 (en) * 2013-03-24 2014-10-02 Bee Robotics Corporation Aerial farm robot system for crop dusting, planting, fertilizing and other field jobs
RU2586142C1 (en) * 2015-04-06 2016-06-10 Аслан Узеирович Заммоев Robotic system for automated aircraft plant chemical treatment and application method thereof
CN105292474A (en) * 2015-11-06 2016-02-03 中国航空工业经济技术研究院 Aerial queue type agricultural unmanned aerial vehicle system
RU2712710C2 (en) * 2018-07-23 2020-01-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" Vehicle with a sprayer
RU2734661C1 (en) * 2020-03-05 2020-10-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" Complex of unmanned aerial vehicles based on aerostatic aircraft

Also Published As

Publication number Publication date
RU2750543C1 (en) 2021-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10821460B2 (en) Innovative spraying system
AU2021282493B2 (en) Robotic agricultural system and method
US11026415B2 (en) Robotic agricultural system and method
CN107021225B (en) Automatic spraying method for agricultural unmanned aerial vehicle and agricultural unmanned aerial vehicle
US8571764B2 (en) Dynamic spray buffer calculation
WO2017161431A1 (en) Unmanned terrestrial vehicle for agriculture and spraying process using unmanned terrestrial vehicle for agriculture
CN205455559U (en) Automatic spray formula agricultural unmanned aerial vehicle
US20200356096A1 (en) Autonomous agricultural working machine and method of operation
US20170313420A1 (en) Autonomous spray ship and method
CN105270626A (en) Intelligent unmanned sowing aerial vehicle
CN105831053A (en) Plant protection machine and control system therefor
WO2022108489A1 (en) Automatically flying sprayer connectable to ground vehicles
DE102019127125A1 (en) Application system for chemical agents in agricultural use
CN115003152A (en) Mobile station for performing aerial spraying operations by means of an unmanned aerial vehicle
KR20230128647A (en) Drone station supplying spraying agent and drone spraying system including the same
RU2769411C1 (en) Unmanned tethered aviation complex for application of pesticides and agrochemicals in precision agriculture
CN207029575U (en) A kind of unmanned plane resupply vehicle from traveling
RU2622617C1 (en) Aircraft complex for differentiated liquid chemization
US9265194B2 (en) Agricultural sprayer with dedicated storage area for agricultural chemical totes
Nieminen et al. Unmanned vehicles for agricultural and off-highway applications
KR20170019918A (en) Aerial spraying control equipment
RU2712710C2 (en) Vehicle with a sprayer
CN110402788A (en) A kind of accurate watering, fertilizing of unmanned plane forest spills medicine device and technology
LT6953B (en) Method of delivery of liquid by ejecting continuous jet and system for implementing said method
US11927968B2 (en) Autonomous agriculture platform

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21895224

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21895224

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1