WO2022216168A1

WO2022216168A1 - Dispositivo automatizado para alimentação controlada de substâncias a recipientes de contenção de animais, sistema e método relacionados

Info

Publication number: WO2022216168A1
Application number: PCT/PT2022/050015
Authority: WO
Inventors: Almor Ricardo RIBEIRO DE SOUSA; Carlos Alberto FERNANDES DA SILVA MARQUES; Joana GASPAR LOPES; Paulo Jorge GONÇALVES ALVITO; Ana Catarina CAETANO CERTAL AFONSO; Joana FREIRE DE CASTIÇO MONTEIRO
Original assignee: Fundação D. Anna De Sommer Champalimaud E Dr. Carlos Montez Champalimaud - Centro De Investigação Da Fundação Champalimaud; Idmind - Engenharia De Sistemas, Lda
Priority date: 2021-04-06
Filing date: 2022-04-05
Publication date: 2022-10-13
Also published as: JP2024515246A; EP4321019A1; IL307527A; KR20240031217A; AU2022255446A1; PT117161A; BR112023020674A2; CA3214704A1; CN117715516A

Abstract

Dispositivo automatizado para alimentação controlada de substâncias a animais numa instalação de criação de animais incluindo uma estante para recipientes de contenção de animais disposta em linha (1) compreendendo recipientes de contenção de animais (2), que são dispostos na forma de uma matriz na estante (1); em que o dispositivo inclui um robô (3) com uma plataforma de locomoção, um mecanismo de elevação, uma plataforma de alimentação, um circuito de alimentação, uma unidade central de processamento e transita em um trilho linear horizontal (9) com uma faixa refletora (10). O dispositivo automatizado resolve os problemas do estado da técnica, pois transita entre diversas linhas de estantes (1), evitando a necessidade da instalação de sistemas individualizados por estante (1), possuindo uma elevada precisão, em termos de coordenadas cartesianas, para alimentar os animais nos recipientes (2), incluindo sensores de varrimento laser (30) e sensores óticos de seguimento de faixa refletora (32).

Description

[Corregido conforme a Regra 26, 04.05.2022]DISPOSITIVO AUTOMATIZADO PARA ALIMENTAÇÃO CONTROLADA DE SUBSTÂNCIAS A RECIPIENTES DE CONTENÇÃO DE ANIMAIS, SISTEMA E MÉTODO RELACIONADOS

A presente invenção diz respeito a um dispositivo automatizado, um sistema e método para alimentação controlada de substâncias a recipientes de contenção de animais numa instalação de criação de animais, a qual inclui pelo menos uma estante para recipientes de contenção de animais disposta em linha (1) compreendendo uma pluralidade de recipientes de contenção de animais (2), em que os referidos recipientes são dispostos na forma de uma matriz na referida estante.

Muitos laboratórios e centros de investigação utilizam instalações para a criação e reprodução de animais, visando a obtenção de espécimes para a condução de procedimentos experimentais. De entre as instalações para a criação e reprodução de animais mais tipicamente utilizadas, podemos referenciar aquelas relacionadas com a criação de peixes, as quais podem possuir várias estantes para recipientes de contenção de animais (rack) compostas usualmente por 10 a 20 recipientes de contenção de animais por estante, nomeadamente tanques ou aquários. Também é frequente a utilização de uma pluralidade de estantes para recipientes de contenção de animais, dispostas em linhas, em que o total de recipientes de contenção pode ser superior a 2500 tanques.

Dessa forma, a alimentação dos animais pode ser efetuada manualmente, o que poderá exigir um elevado dispêndio de recursos humanos, pois os profissionais responsáveis pela alimentação dos animais contidos nos recipientes de contenção devem executar diversas tarefas relacionadas com a alimentação, várias vezes ao dia, incluindo a administração de diferentes tipos de nutrientes ou alimentos, sendo que tais tarefas também teriam que ser executadas em fins de semana e feriados.

O estado da técnica também apresenta sistemas automatizados para a alimentação dos animais nas referidas instalações de criação, porém esses sistemas são dedicados a apenas algumas estantes para recipientes de contenção de animais. Dessa forma, quando a instalação de criação de animais apresenta diversas linhas de estantes, é necessário instalar um sistema automatizado para cada uma das linhas, o que certamente acarretará um aumento significativo dos custos operacionais e de manutenção dos diversos sistemas automatizados que se fariam necessários. O aumento dos custos pode ser agravado nos casos em que as instalações de criação de animais operam abaixo de sua capacidade nominal, o que pode resultar na condição de um determinado sistema automatizado de uma dada estante não estar a ser utilizado, isto é, estar ocioso.

A presente invenção diz respeito, num primeiro aspeto, a um dispositivo automatizado para alimentação controlada de substâncias a recipientes de contenção de animais numa instalação de criação de animais, a qual inclui pelo menos uma estante para recipientes de contenção de animais disposta em linha (1) compreendendo uma pluralidade de recipientes de contenção de animais (2), em que os referidos recipientes são dispostos na forma de uma matriz na referida estante, compreendendo:
um robô (3), que compreende uma plataforma de locomoção (4); um mecanismo de elevação (5); uma plataforma de alimentação (6); um circuito de alimentação (7); e uma unidade central de processamento (8);
em que o robô (3) é configurado para transitar em pelo menos um trilho linear horizontal (9), que é disposto em paralelo com cada estante para recipientes de contenção de animais disposta em linha (1), em que uma faixa refletora (10) é disposta ao lado de uma posição terminal do referido trilho linear horizontal (9);
em que a plataforma de locomoção (4) compreende pelo menos uma roda de tração (11); uma primeira unidade de motorização (12) e uma unidade sensorial de navegação (13); sendo a unidade sensorial de navegação (13) configurada para a localização e navegação da plataforma no espaço de trabalho e para detetar a faixa refletora (10) e a primeira unidade de motorização (12) configurada para mover a plataforma de locomoção (4) ao longo do trilho linear horizontal (9);
em que o mecanismo de elevação (5) compreende um eixo de elevação (14), o qual é perpendicular ao trilho linear horizontal (9); e uma segunda unidade de motorização (16), a qual é configurada para mover a plataforma de alimentação (6) ao longo do eixo de elevação (14); sendo que o mecanismo de elevação (5) é conectado à plataforma de locomoção (4);
em que a plataforma de alimentação (6) compreende uma cremalheira (17), a qual é conectada a uma cabeça de alimentação (43); uma unidade sensorial de alimentação (18), a qual é configurada para enviar dados à unidade central de processamento (8) sobre a posição da cabeça de alimentação (43) em relação à zona de alimentação do recipiente de contenção de animais (2); uma segunda unidade de processamento (19); uma terceira unidade de motorização (20), a qual é configurada para mover a cremalheira (17) ao longo de um eixo horizontal, que é perpendicular ao eixo de elevação (14), para que a cabeça de alimentação (43) alcance a zona de alimentação de substâncias num recipiente de contenção de animais (2);
em que o circuito de alimentação (7) compreende um ou mais circuitos de alimentação selecionados do grupo consistindo em um circuito de alimentação seca (21) e um circuito de circuito de alimentação líquida (22);
em que a unidade central de processamento (8) recebe dados de posição, de orientação e de velocidade referentes à plataforma de locomoção (4), sendo os referidos dados coletados pela unidade sensorial de navegação (13) e processados pela unidade central de processamento (8);
em que a unidade central de processamento (8) recebe dados sobre parâmetros de alimentação para cada recipiente de contenção de animais (2), sendo os referidos dados coletados pela unidade sensorial de alimentação (18) e processados pela segunda unidade de processamento (19);
em que a unidade central de processamento (8) controla o movimento da plataforma de locomoção (4) ao longo de pelo menos um trilho linear horizontal (9) e ao longo de pelo menos uma passagem adjacente a um trilho linear horizontal (9), o movimento da plataforma de alimentação (6) ao longo do eixo de elevação (14) e a alimentação do recipiente de contenção de animais (2) pela cabeça de alimentação (43).

A presente invenção diz respeito, num segundo aspeto, a um sistema automatizado para alimentação controlada de substâncias a recipientes de contenção de animais numa instalação de criação de animais, a qual inclui pelo menos uma estante para recipientes de contenção de animais disposta em linha (1) compreendendo uma pluralidade de recipientes de contenção de animais (2), em que os referidos recipientes são dispostos na forma de uma matriz na referida estante, compreendendo:
um dispositivo automatizado para alimentação controlada de substâncias a recipientes de contenção de animais numa instalação de criação de animais, conforme o primeiro aspeto da invenção; e
pelo menos um trilho linear horizontal (9), que é disposto no solo e em paralelo com cada estante para recipientes de contenção de animais disposta em linha (1), em que uma faixa refletora (10) é disposta ao lado de uma posição terminal do referido trilho linear horizontal (9).

A presente invenção diz respeito, num terceiro aspeto, a um método de alimentação controlada de substâncias a recipientes de contenção de animais numa instalação de criação de animais, a qual inclui pelo menos uma estante para recipientes de contenção de animais disposta em linha (1) compreendendo uma pluralidade de recipientes de contenção de animais (2), em que os referidos recipientes são dispostos na forma de uma matriz na referida estante, compreendendo as seguintes etapas:

um dispositivo automatizado, conforme o primeiro aspeto da invenção, transitar ao lado de pelo menos uma estante para recipientes de contenção de animais disposta em linha (1);
o referido dispositivo automatizado detetar um trilho linear horizontal (9), que é disposto no solo e em paralelo com cada estante para recipientes de contenção de animais disposta em linha (1);
o referido dispositivo automatizado se locomover ao longo do trilho linear horizontal (9) por intermédio de uma plataforma de locomoção (4), compreendida no referido dispositivo automatizado, a fim de se posicionar em frente a um eixo perpendicular ao solo, o qual passa por um determinado recipiente de contenção de animais (2);
um mecanismo de elevação (5) do referido dispositivo automatizado ajustar a posição de uma plataforma de alimentação (6) ao longo do referido eixo perpendicular ao solo, que passa por um determinado recipiente de contenção de animais (2), a fim de posicionar a plataforma de alimentação (6) à altura de um determinado recipiente de contenção de animais (2);
a plataforma de alimentação (6) ajustar a posição de uma cremalheira (17) ao longo de um plano paralelo ao solo, a fim de uma cabeça de alimentação (43) alcançar uma zona de alimentação de substâncias num determinado recipiente de contenção de animais (2);
o dispositivo automatizado repetir os passos anteriores até que alimentação seja fornecida a um conjunto predeterminado de recipientes de contenção de animais (2) dispostos na estante (1).

A patente norte-americana US8499719B2, de Marco Brocca e Giovanni Frangelli e publicada em 6 de agosto de 2013, refere-se a um sistema robótico para a alimentação e o cultivo de peixes, nomeadamente peixes zebra destinados a testes laboratoriais e criados em estantes com uma pluralidade de tanques, sendo que o sistema de dosagem de alimentos pode mover-se ao longo de um sistema de eixos cartesianos.

O pedido de patente chinês CN105684979A, de Zhang Qiong e publicado em 22 de junho de 2016, refere-se a um sistema automático para a alimentação/criação de peixes zebra para aplicações experimentais compreendendo um dispensador de alimentos, que é configurado para dispensar alimentos a um tanque com peixes, em que o dispensador de alimentos possui um movimento vertical ao longo de um trilho vertical. Adicionalmente, há um dispositivo, que confere movimento horizontal ao longo de um trilho horizontal.

O pedido de patente internacional WO2009072982A1, de Lau Lionel et al. e publicado em 11 de junho de 2009, também se refere a um sistema automatizado para a alimentação de peixes, nomeadamente peixes zebra com fins experimentais, presentes em uma pluralidade de tanques, dispostos em linhas e colunas. O sistema doseador de alimentos revelado em WO2009072982A1 compreende uma pluralidade de seringas, em que cada uma das seringas disponibiliza uma pasta de alimentos aos tanques de criação. O sistema doseador de alimentos compreende trilhos verticais e horizontais e meios de engate para o transporte das seringas para cada um dos tanques. Adicionalmente, um controlador lógico programável controla o movimento da seringa ao longo dos eixos horizontais e verticais.

Nesse sentido, os referidos documentos do estado da técnica indicam que um sistema doseador de alimentos deva ficar conectado e dedicado para cada linha de estantes (1) contendo recipientes de contenção de animais (2).

O sistema automatizado para alimentação controlada de substâncias a recipientes de contenção de animais numa instalação de criação de animais da presente invenção soluciona os problemas do estado da técnica, pois o sistema é capaz de alimentar animais presentes em recipientes de contenção dispostos em diversas linhas de estantes para recipientes de contenção de animais. A solução passa pelas características de um sistema automatizado que inclui um robô (3) com capacidade de transitar entre diversas linhas de estantes (1) e que possui um elevado grau de precisão, em termos das três coordenadas espaciais cartesianas, para alimentar os animais contidos nos diversos recipientes de contenção de animais (2).

A fim de instalar o robô (3) numa nova instalação de criação de animais ou numa instalação pré-existente é requerida a instalação de um trilho linear horizontal (9), posicionado à frente de cada uma das estantes (1), preferivelmente de modo paralelo às estantes (1).

Uma diferença substancial do dispositivo e do sistema da presente invenção em relação ao sistemas revelados em US8499719B2, em CN105684979A, em CN205409160U, em WO2009072982A1 e em CN206150194U refere-se à utilização de um sistema de trilhos lineares (9) e de uma plataforma de locomoção (4) com sensores de identificação de posicionamento, que permite a navegação ao longo de diversas linhas de estantes (1) contendo recipientes (2), nomeadamente tanques com peixes por meio da identificação de um trilho linear e por meio de sensores, tais como sensores de deteção de linha e sensores laser. De uma maneira singular, o sistema da presente invenção é desvinculado da estante (1) com recipientes de contenção de animais (2). De facto, um único sistema de acordo com a presente invenção permite percorrer diversas linhas de estantes (1), ao passo que os documentos do estado da técnica requerem a instalação de um sistema de alimentação automática para cada uma das linhas de estantes (1).

O robô (3) é autónomo e compreende diversos conjuntos de sensores, atuadores e unidades de processamento, que permitem o fornecimento de alimentação automatizada e precisa a uma pluralidade recipientes de contenção de animais, dispostos em diversas linhas de estantes para recipientes de contenção de animais (1). O robô (3) pode compreender pelo menos uma bateria que lhe dá uma elevada autonomia de operação e também pode ser apto a se comunicar com infraestruturas externas, a fim de enviar e receber dados relacionados às atividades de alimentação dos animais criados na instalação de criação de animais.

Com o propósito de promover um entendimento dos princípios de acordo com as modalidades da presente invenção, será efetuada referência às modalidades ilustradas nas figuras e à linguagem empregue para as descrever. De qualquer modo, deve ser entendido que não há intenção de limitar o âmbito da presente invenção ao conteúdo das figuras. Quaisquer alterações ou modificações posteriores das características inventivas aqui ilustradas, bem como quaisquer aplicações adicionais dos princípios e modalidades da invenção ilustrados, que ocorreriam normalmente para um perito na especialidade tendo a posse desta descrição, estão considerados no âmbito da invenção reivindicada.

Fig.1

[ Fig. 1] Representação em perspetiva de uma modalidade de sistema automatizado conforme a presente invenção;

Fig.2

[ Fig. 2] ilustra um sistema de processamento de um robô de acordo com a invenção;

Fig.3

[ Fig. 3] ilustra um conjunto de sensores de um robô de acordo com a invenção;

Fig.4

[ Fig. 4] ilustra uma vista em perspetiva de um robô de acordo com a invenção;

Fig.5

[ Fig. 5] ilustra uma vista lateral dos principais componentes do dispositivo automatizado de acordo com a invenção;

Fig.6

[ Fig. 6] ilustra uma vista em perspetiva de uma plataforma de locomoção;

Fig.7

[ Fig. 7] ilustra uma visão de topo em corte de uma plataforma de locomoção;

Fig.8

[ Fig. 8] ilustra outra vista em perspetiva de uma plataforma de locomoção;

Fig.9

[ Fig. 9] ilustra uma visão de fundo de uma plataforma de locomoção;

Fig.10

[ Fig. 10] ilustra uma vista em perspetiva do alinhamento do robô a um trilho linear horizontal;

Fig.11

[ Fig. 11] ilustra uma vista do topo da locomoção do robô a um trilho linear horizontal;

Fig.12

[ Fig. 12] ilustra uma vista frontal da plataforma de alimentação sendo movida pelo mecanismo de elevação;

Fig.13

[ Fig. 13] ilustra uma vista em perspetiva de uma plataforma de alimentação;

Fig.14

[ Fig. 14] ilustra uma vista lateral de uma cabeça de alimentação em movimento para se alinhar com um orifício de admissão de alimentos num recipiente de contenção de animais e em movimento para uma posição de repouso;

Fig.15

[ Fig. 15] ilustra uma vista lateral do circuito de alimentação seca;

Fig.16

[ Fig. 16] ilustra um diagrama esquematizado do circuito de alimentação seca;

Fig.17

[ Fig. 17] ilustra um diagrama esquematizado do circuito de alimentação líquida.

Conforme é ilustrado na figura 1, um sistema automatizado para alimentação controlada de substâncias a recipientes de contenção de animais numa instalação de criação de animais de acordo com a presente invenção apresenta um robô (3), que possui a capacidade de transitar entre diversas linhas de estantes para recipientes de contenção de animais (1), sendo que cada estante (1) possui uma pluralidade de recipientes de contenção de animais (2), dispostos por exemplo num arranjo matricial de linhas e colunas. O robô (3) locomove-se ao longo das diferentes linhas de estantes (1) ao longo de um trilho linear horizontal (9), o qual é disposto à frente de cada estante (1). A fim de identificar o trilho linear horizontal (9) com precisão, à medida que o robô transita entre as diferentes linhas de estantes (1), diversos sensores de navegação são instalados no robô, por exemplo sensores de varrimento laser (30) e sensores óticos de seguimento de faixa refletora (32), e uma faixa refletora (10) é disposta ao lado do trilho linear horizontal (9), a fim de que a unidade sensorial de navegação (13) do dispositivo robótico identifique facilmente o referido trilho linear horizontal (9).

Preferivelmente, o robô (3) irá operar num solo ou piso plano, em que a mobilidade é efetuada por meio de rodas de tração (11). Dessa forma, a locomoção do robô (3) poderá ser não-holonómica, por exemplo por meio de duas, quatro ou seis rodas de tração (11). Alternativamente, a locomoção do robô (3) poderá ser holonómica, por exemplo utilizando um conjunto de rodas (11) omnidirecionais, somente ao nível do solo.

Nas modalidades preferidas da invenção, conforme ilustrado na figura 2, o sistema de processamento do robô (3) compreende uma unidade central de processamento (8), a qual pode se comunicar com diversos controladores e processadores. De modo ilustrativo, a unidade central de processamento (8) pode se comunicar com uma unidade de comando do motor (28), a fim de lhe dar instruções para ativar ou desativar a primeira unidade de motorização (12), disposta na plataforma de locomoção (4). A unidade central de processamento (8) também pode se comunicar com um controlador de gestão de energia (34), a fim de efetuar a gestão da energia disponível no conjunto de baterias do robô (3). Além disso, a unidade central de processamento (8) também pode se comunicar com um controlador do circuito de alimentação (35) e com um controlador da cabeça de alimentação, cujos elementos respetivamente controlados serão detalhados mais à frente.

O robô (3) possui um conjunto de sensores, que permitem o cumprimento preciso das suas funcionalidades relacionadas com a alimentação automatizada da pluralidade de recipientes (2) dispostas nas diversas estantes (1) em linha. Conforme ilustrado na figura 3, a plataforma de locomoção (4) possui uma unidade sensorial de navegação (13), a qual apresenta um conjunto de sensores, por exemplo sensores de varrimento laser (30), sensores codificadores rotativos incrementais (31), sensores óticos de seguimento de faixa refletora (32) e uma unidade de medição inercial (33), os quais permitem a identificação precisa do início de um trilho linear horizontal (9), além da navegação precisa ao longo deste. Adicionalmente, a plataforma de alimentação (6) possui um sensor de captura de imagens digitais (44), nomeadamente uma câmara digital, a qual pode recolher informações relacionadas com a quantidade e o tipo de animais em cada um dos recipientes de contenção (2). A plataforma de alimentação (6) também possui um sensor de medição de distância (45), que permite a precisa aproximação da cabeça de alimentação (43) à zona de alimentação de substâncias num recipiente de contenção de animais (2). A plataforma de alimentação (6) também possui um sensor de leitura de códigos de barras (46), que pode identificar parâmetros de alimentação específicos numa etiqueta de código de barras fixada nos recipientes de contenção (2).

Noutra modalidade de acordo com a invenção, o trilho linear horizontal (9) pode fazer parte da estrutura de uma estante para recipientes de contenção de animais disposta em linha (1), sendo conectado à base da referida estante (1) junto ao solo e em paralelo à referida estante (1).

Conforme ilustrado na figura 4, a plataforma de locomoção (4) do robô (3) possui uma primeira unidade de motorização, a qual inclui um motor (24). Neste modo de concretização, alguns elementos que fazem parte do circuito de alimentação são conectados à plataforma de locomoção (4), nomeadamente o compressor de ar comprimido (52), que é utilizado no decorrer da transferência de alimentos secos aos recipientes (2) com animais, e a primeira bomba de circulação de líquidos (59), que é utilizada no decorrer da transferência de alimentos líquidos aos recipientes (2) com animais. Na figura 4, também são apresentados um motor de passo para dosagem de comida seca (64); um motor do mecanismo de elevação (15) e um motor da plataforma de alimentação (42), sendo estes três últimos utilizados para efetuar movimentos de ajuste fino de cada um dos respetivos elementos do robô. Nas modalidades preferidas da invenção, o motor do mecanismo de elevação (15) é um motor de passo.

Conforme ilustrado na figura 5, o dispositivo automatizado para alimentação controlada de substâncias a recipientes de contenção de animais numa instalação de criação de animais inclui um robô (3), que compreende uma plataforma de locomoção (4); um mecanismo de elevação (5); uma plataforma de alimentação (6); e um circuito de alimentação (7). A plataforma de locomoção (4) propicia o controlo e o movimento holonómico e não-holonómico do robô e inclui baterias, motores, unidades de comando de motores, sensores. Preferencialmente, a unidade central de processamento (8) poderá ser incluída na plataforma de locomoção (4). Nas modalidades de concretização preferidas, o circuito de alimentação é conectado à plataforma de locomoção (4), sendo que esta também suporta o mecanismo de elevação (5). O mecanismo de elevação (5) permite a elevação da cabeça de alimentação até uma determinada altura, a fim de que um determinado recipiente de contenção de animais (2) na estante (1) seja alcançado. A plataforma de alimentação (6) inclui os sensores e atuadores necessários para detetar uma zona de alimentação de substâncias num recipiente de contenção de animais (2), nomeadamente um orifício no referido recipiente (2), além de ajustar a posição da cabeça de alimentação (43) à posição requerida. O circuito de alimentação é configurado para fornecer alimentos secos e/ou líquidos a um dado recipiente (2).

Nas subseções subsequentes serão apresentados maiores detalhes sobre cada um dos componentes do dispositivo automatizado para alimentação controlada de substâncias a recipientes de contenção de animais numa instalação de criação de animais da invenção.

Plataforma de Locomoção

A locomoção do dispositivo automatizado de acordo com a invenção é baseada num robô (3) com rodas de tração (11), especialmente configurado para se locomover em superfícies planas.

Nas modalidades preferidas da invenção, a plataforma de locomoção (4) compreende pelo menos duas rodas de tração (11) e pelo menos quatro rodízios (23), sendo dois rodízios (23) dispostos numa posição frontal em relação às referidas rodas de tração (11) e dois rodízios (23) dispostos numa posição traseira em relação às referidas rodas de tração (11).

Conforme ilustrado na figura 6, numa das modalidades de concretização da presente invenção, a plataforma de locomoção (4) possui duas rodas de tração (11) dispostas numa posição central na base do chassis da plataforma de locomoção (4) e quatro rodízios (23), de modo que o movimento da referida plataforma de locomoção (4) é não-holonómico e usa uma configuração com comando diferencial. Nesta modalidade, dois rodízios (23) estão dispostos numa posição frontal da plataforma de locomoção (4) e dois rodízios (23) estão dispostos numa posição traseira da plataforma de locomoção (4). Cada um dos rodízios (23) é preferencialmente instalado com molas, em que este conjunto auxilia na estabilização do robô (3) no decorrer de sua locomoção ou na adaptação a pisos irregulares, evitando a perda de contacto das rodas de tração (11).

Num dos modos de concretização da presente invenção, a primeira unidade de motorização (12) compreende pelo menos um motor (24) e uma caixa redutora (25), em que a potência é transferida para as rodas de tração (11) por intermédio de pelo menos uma polia (26) e de uma correia de transmissão (27).

Preferencialmente, a unidade sensorial de navegação (13) compreende um ou mais sensores selecionados do grupo consistindo de um sensor de varrimento laser (30), um sensor codificador rotativo incremental (31), um sensor ótico de seguimento de faixa refletora (32) e uma unidade de medição inercial (33), configurados para coletar dados relacionados com a posição, a orientação e a velocidade da plataforma de locomoção (4).

Noutras modalidades da invenção, o trilho linear horizontal (9) compreende uma pluralidade de marcadores (36), dispostos ao longo do comprimento do referido trilho linear, os quais são selecionados do grupo constituído por marcadores detetáveis por sensores óticos ou por sensores magnéticos.

Numa modalidade de concretização da plataforma de locomoção (4), conforme ilustrado nas figuras 7 e 8, a primeira unidade de motorização (12) compreende dois motores (24), os quais são vinculados a uma caixa redutora (25), que opera por engrenagens e a sensores codificadores rotativos incrementais (31). A transferência de força motriz para as rodas de tração (11) é efetuada por intermédio de pelo menos um par de polias (26) e de uma correia de transmissão (27). A unidade central de processamento (8) envia comandos de velocidade e posição às unidades de comando de motores (28) a fim de atuar os motores (24).

A plataforma de locomoção (2) carrega baterias que fornecem energia aos motores e componentes elétricos e eletrónicos do robô (3). Preferivelmente, a plataforma de locomoção (2) também compreende a unidade central de processamento (8), que recebe os dados coletados pelas diversas unidades de processamento auxiliares, unidades de comando de motores (28) e sensores a fim de calcular uma rota de locomoção, gerar trajetórias e velocidades para cada uma das rodas de tração (11), ajustar a plataforma de alimentação (6) ao nível dos recipientes de contenção de animais (2) e proceder à alimentação utilizando comida seca ou liquida.

Nas modalidades preferidas da presente invenção, uma estação de carga elétrica da bateria ou das baterias do robô (3) é instalada nas proximidades da instalação de criação de animais.

Nas modalidades preferidas de acordo com a invenção, a plataforma de locomoção (4) compreende na sua base pelo menos um patim para o trilho linear (29), configurada para se alinhar ao trilho linear horizontal (9).

Conforme ilustrado na figura 9, preferivelmente a plataforma de locomoção possui na sua base dois patins para o trilho linear (29), sendo um destes componentes dispostos numa posição a montante das rodas de tração (11) e o outro componente disposto a jusante das referidas rodas de tração (11). Os patins para o trilho linear (29) auxiliam a plataforma de locomoção (4) a adequar-se ao trilho linear horizontal (9), o qual é instalado no solo e em paralelo a uma determinada estante (1) para recipientes de contenção de animais disposta em linha.

O robô (3) utiliza a unidade sensorial de navegação (13), nomeadamente os sensores laser e de odometria para navegar fora do trilho linear horizontal (9) entre duas linhas de estantes ou de ou para o carregador das baterias. Conforme ilustrado na figura 10, o robô (3) efetua a sua aproximação do trilho linear horizontal (9) por intermédio dos sensores óticos de seguimento de faixa refletora (32), a fim de identificar a faixa refletora (10) e, consequentemente alinhar-se com uma determinada estante para recipientes de contenção de animais disposta em linha (1). O alinhamento é efetuado automaticamente, tendo em vista o paralelismo entre a estante (1) e o trilho linear horizontal (9).

A figura 11 ilustra a locomoção do robô (3) ao longo do trilho linear horizontal (9), sendo que após a entrada no referido trilho, o robô (3) não pode mais efetuar movimentos de rotação, sendo possível apenas movimentos ao longo do referido trilho, isto é, ao longo de um eixo cartesiano x, em que os movimentos são de avanço e retrocesso. Nesta modalidade, o trilho linear horizontal (9) compreende uma pluralidade de marcadores (36), os quais atuam como marcos de calibração, uma vez que são detetáveis pelos sensores óticos de seguimento de faixa refletora (32), a fim de serem efetuadas quaisquer correções necessárias de posição da plataforma de locomoção (4).

Mecanismo de elevação

A plataforma de locomoção (4) é utilizada para efetuar o movimento da cremalheira (17) num plano horizontal, paralelo ao solo, enquanto que o mecanismo de elevação (5) propicia o movimento da plataforma de alimentação (6) ao longo de um eixo vertical cartesiano z, o qual é perpendicular ao solo.

Num dos modos de concretização da presente invenção, o mecanismo de elevação (5) compreende pelo menos um motor do mecanismo de elevação (15), em que a força motriz é transferida para a plataforma de alimentação (6) por intermédio de pelo menos uma polia (38) e de uma correia de transmissão (39), em que o eixo de elevação (14) é uma estrutura em fuso, configurada para converter a rotação angular em movimento linear.

O mecanismo de elevação (5) compreende um eixo de elevação (14), o qual é perpendicular ao trilho linear horizontal (9); e uma segunda unidade de motorização (16), a qual é configurada para mover a plataforma de alimentação (6) ao longo do eixo de elevação (14); sendo que o mecanismo de elevação (5) é conectado à plataforma de locomoção (4). Nas modalidades preferidas, a segunda unidade de motorização (16) compreende um motor do mecanismo de elevação (15), um par de polias (38) e uma correia de transmissão (39), em que o par de polias (38) permite a conexão do motor do mecanismo de elevação (15) ao eixo de elevação (14).

Uma modalidade de mecanismo de elevação (5) é mostrada na figura 12, em que o mecanismo de elevação (5) é montado sobre o topo da plataforma de locomoção (4). O mecanismo de elevação (5) apresenta um eixo de elevação (14), nomeadamente um eixo de fuso, o qual converte movimento angular em movimento linear, quando há a atuação de um motor do mecanismo de elevação (15). Para que haja essa conversão de movimento, o motor do mecanismo de elevação (15) é conectado ao eixo de elevação (14) por meio de um par de polias (38) e uma correia de transmissão (39). Nessa modalidade ilustrada, um movimento anti-horário do eixo do motor do mecanismo de elevação (15) faz com que a plataforma de alimentação (6) suba ao longo do eixo de elevação (14), enquanto que um movimento na direção dos ponteiros do relógio do eixo do motor do mecanismo de elevação (15) faz com que a plataforma de alimentação (6) desça ao longo do eixo de elevação (14). Nessa modalidade também são utilizadas três hastes de estabilização do mecanismo de elevação (40), as quais também são instaladas para alinhar e estabilizar o movimento da plataforma de alimentação (6).

O motor do mecanismo de elevação (15) pode ser alimentado por uma placa de controlo de motores, a qual controla a velocidade e a posição do motor. A unidade central de processamento (8) pode ser configurada para se comunicar com a placa de controlo de motores, a fim de enviar as instruções requeridas de controlo e receber informações e dados sobre a fase atual e a posição do motor. Preferencialmente, um sensor de calibração do mecanismo de elevação (41) pode ser usado no mecanismo de elevação (5), a fim de ser efetuada a calibração da posição real da plataforma de alimentação (6).

Plataforma de alimentação

A plataforma de alimentação (6) compreende os sensores necessários para ajustar a cabeça de alimentação (43) à zona de alimentação de substâncias num recipiente de contenção de animais (2), por exemplo um orifício disposto num tanque ou aquário com peixes.

Nas modalidades preferidas da invenção, a terceira unidade de motorização (20) da plataforma de alimentação (7) compreende uma cremalheira (17) e pelo menos um motor (42) para mover a cremalheira (17) ao longo de um eixo horizontal, que é perpendicular ao eixo de elevação (14), para que a cabeça de alimentação (43) alcance a zona de alimentação de substâncias num recipiente de contenção de animais (2).

Preferencialmente, a unidade sensorial de alimentação (18) compreende um sensor de captura de imagens digitais (44), configurado para detetar padrões na estante (1) para recipientes de contenção de animais (2). Adicionalmente, a unidade sensorial de alimentação (18) compreende um sensor de medição de distância (45), configurado para medir a distância entre a cabeça de alimentação (43) e a zona de alimentação de substâncias no recipiente de contenção de animais (2). Além disso, a unidade sensorial de alimentação (18) compreende um sensor de leitura de códigos de barras (46), configurado para ler parâmetros de alimentação relacionados a um determinado recipiente de contenção de animais (2).

A plataforma de alimentação (6) compreende uma unidade sensorial de alimentação (18), uma segunda unidade de processamento (19), uma terceira unidade de motorização (20), a qual inclui uma cremalheira (17) e um motor (42) e uma placa de controlo de motor. Conforme ilustrado na figura 13, a unidade sensorial de alimentação (18) inclui um sensor de captura de imagens digitais (44), nomeadamente uma câmara digital, um sensor de medição de distância (45), e um sensor de leitura de códigos de barras (46), o qual possui informações e parâmetros específicos de alimentação para um determinado recipiente (2). Conforme será plenamente entendido por um perito na especialidade, qualquer etiqueta de código de barras poderá ser usada no âmbito da invenção, nomeadamente um código de barras unidimensional ou bidimensional, por exemplo um QR-code.

A segunda unidade de processamento (19) pode apresentar uma comunicação constante com a unidade central de processamento (8), a fim de reunir e transmitir dados da unidade sensorial de alimentação (18) para a unidade central de processamento (8), e a fim de receber da referida unidade (8) comandos, que são transmitidos para a cabeça de alimentação (43).

Nas modalidades preferidas da invenção, o sensor de captura de imagens digitais (44), nomeadamente uma câmara digital, pode ser usado para detetar padrões nos recipientes de contenção de animais (2) e nas estantes (1). O sensor de distância captura dados que permitem avaliar a distância da cabeça de alimentação (43) em relação a um recipiente de contenção de animais (2). O sensor de leitura de códigos de barras (46) pode captar informações relacionadas com o número de peixes de um determinado recipiente (2), além do tipo e quantidade de alimentação definido para um determinado recipiente (2).

Conforme ilustrado na figura 14, a unidade central de processamento (8) utiliza os dados enviados pela segunda unidade de processamento (19) da plataforma de alimentação (6) para computar a posição real de um recipiente (2), por exemplo um tanque, e ajustar a posição no eixo cartesiano x da plataforma de locomoção (4) ao longo do trilho linear horizontal (9) e também ajustar a posição da plataforma de alimentação (6) no eixo cartesiano z. A segunda unidade de processamento (19) da plataforma de alimentação (6) transmite instruções para que o motor da plataforma de alimentação (42) mova a cremalheira (17) para a frente e para trás ao longo do eixo cartesiano y do robô (3), de modo que um orifício de admissão de alimentos (66) disposto no recipiente (2) seja alcançado.

Circuito de alimentação

Nos modos de concretização preferidos de acordo com a invenção, o robô (3) é configurado para alimentar recipientes de contenção de animais (2), nomeadamente tanques ou aquários com peixes, dispostos numa estante (1), em que os recipientes (2) são empilhados na referida estante (1), por exemplo num arranjo matricial de linhas e colunas. O circuito de alimentação do dispositivo automatizado para alimentação controlada de substâncias a recipientes de contenção de animais numa instalação de criação de animais é configurado para fornecer alimentos e nutrientes na forma líquida e/ou sólida.

O circuito de alimentação seca (21) é configurado para operar particularmente com substâncias granuladas, por exemplo com rações para peixes na forma granulada. Conforme será plenamente percebido por um perito na especialidade, o tipo de substância a ser alimentada e a sua forma física, por exemplo o tamanho das partículas, é função do tipo, tamanho e espécimes presentes no recipiente (2).

O circuito de alimentação líquida (22) é configurado para operar particularmente com substâncias solubilizadas ou em suspensão num dado meio líquido, por exemplo uma suspensão de organismos vivos, nomeadamente artemias incubadas e dáfnias.

O circuito de alimentação seca (21) pode apresentar diversas capacidades de acondicionamento de alimentação seca, podendo incluir um ou mais reservatórios de substâncias secas de alimentação (47) contendo o mesmo tipo de alimentação, no caso em que todos os recipientes (2) da estante (1) são armazenados com o mesmo tipo de alimentação. Alternativamente, o circuito de alimentação seca (21) pode compreender reservatórios de substâncias secas de alimentação (47) com diferentes tipos de alimentação. Nas modalidades preferidas da invenção, os reservatórios de substâncias secas de alimentação (47) são instalados na plataforma de locomoção (4). Os reservatórios de substâncias secas de alimentação (47) podem ser abastecidos manualmente por intermédio de uma abertura disposta no topo de cada reservatório (47).

Nos modos de concretização preferidos de acordo com a invenção, o circuito de alimentação seca (21) do circuito de alimentação (7) compreende um reservatório de substâncias secas de alimentação (47); um motor (48), configurado para mover uma porção de substância seca de alimentação para uma câmara de disparo de substâncias secas (49); e um circuito de ar comprimido (50), configurado para direcionar a referida porção de substância seca de alimentação da câmara de disparo de substâncias secas (49) para a cabeça de alimentação (43).

A figura 15 apresenta uma modalidade de circuito de alimentação seca (21) com um reservatório de substâncias secas de alimentação (47), sendo que no fundo de cada reservatório (47) está instalado um motor (48), o qual é configurado para entregar uma quantidade predeterminada de alimentação a uma câmara de disparo de substâncias secas (49). A quantidade de alimentação é um múltiplo de um valor previamente definido, e pode variar em função da quantidade, idade e número de espécimes, por exemplo peixes, presentes no reservatório (2). Este conjunto de parâmetros de alimentação podem ser disponibilizados e considerados por meio de uma etiqueta de códigos de barra, a qual é lida pelo sensor de leitura de códigos de barras (46). A alimentação que é direcionada para a câmara de disparo de substâncias secas (49) é impelida para um tubo da cabeça de alimentação (43), por meio de um circuito de ar comprimido (50), sendo projetada através do orifício de admissão de alimentos (66) disposto no recipiente (2).

Nas modalidades preferidas da invenção, o circuito de ar comprimido (50) compreende um tanque de ar comprimido (51); um sensor de pressão (53), disposto a montante do referido tanque (51); e uma válvula pneumática (54), configurada para libertar o ar comprimido para a câmara de disparo de substâncias secas (49). Ainda mais preferivelmente, o tanque de ar comprimido (51) é pressurizado por intermédio de um compressor de ar comprimido (52). O sensor de pressão (53) é usado para medir e regular a pressão do circuito de ar comprimido (50). Uma válvula antirretorno (63) poderá ser usada para evitar que o ar comprimido retorne do tanque de ar comprimido (51) ao compressor de ar comprimido (52), quando este último é desligado. Dessa forma, o tanque de ar comprimido (51) armazena ar comprimido, o qual permite que a alimentação acondicionada na câmara de disparo de substâncias secas (49) seja impulsionada para a cabeça de alimentação (43), quando a válvula pneumática (54) é ativada, isto é, aberta.

O circuito de alimentação seca (21) é controlado por um controlador do circuito de alimentação (7), que efetua a gestão da pressão no circuito de ar comprimido (50) e controla a quantidade de alimentado removido de cada reservatório (47), além de ativar ou desativar a válvula pneumática (54), a fim de direcionar a quantidade de alimentação desejada para a cabeça de alimentação (43).

Nas modalidades preferidas de acordo com a invenção, conforme ilustrado na figura 17, o circuito de alimentação líquida (22) do circuito de alimentação (7) compreende um reservatório de substâncias líquidas de alimentação (55); uma primeira bomba de circulação de líquidos (59) a jusante do reservatório de substâncias líquidas de alimentação (55); uma primeira válvula hidráulica (60) a jusante da primeira bomba de circulação de líquidos (59) e a montante da cabeça de alimentação (43); e uma segunda válvula hidráulica (62), em paralelo com a primeira válvula hidráulica (60) e a montante do reservatório de substâncias líquidas de alimentação (55); sendo que no decorrer da alimentação líquida a um recipiente de contenção de animais (2), a primeira válvula hidráulica (60) está numa posição aberta e a segunda válvula hidráulica (62) está numa posição fechada, em que o líquido de alimentação bombeado pela primeira bomba de circulação de líquidos (59) flui do reservatório de substâncias líquidas de alimentação (55) para a cabeça de alimentação (43).

Ainda mais preferencialmente, o circuito de alimentação líquida (22) do circuito de alimentação (7) compreende um reservatório de líquido de limpeza (61); uma segunda bomba de deslocação de líquidos (58) a jusante do reservatório de líquido de limpeza (61) e a montante da primeira válvula hidráulica (60); sendo que no decorrer da limpeza do circuito de alimentação líquida, as válvulas hidráulicas (60,62) são abertas e fechadas alternadamente, de modo a que o líquido de limpeza bombeado pela segunda bomba de circulação de líquidos (58) faça a limpeza de toda a tubagem do circuito de alimentação líquida (22).

Ainda mais preferencialmente, conforme ilustrado na figura 17, o circuito de alimentação líquida (22) do circuito de alimentação (7) compreende um sistema de homogeneização do reservatório de substâncias líquidas de alimentação (56), por exemplo uma bomba de ar (57) e um difusor de ar (65). A homogeneização é relevante para o caso de a alimentação líquida ser uma suspensão de alimentos ao invés de uma solução homogénea de alimentos, tal como no caso de dispersões com organismos vivos utilizados como fontes de alimentação. Nestas modalidades, o uso da bomba de ar (57) é particularmente preferido, pois auxilia a manutenção das condições vitais dos referidos organismos.

Como será entendido por um perito na especialidade, o dispositivo e o sistema de acordo com a invenção poderão ser usados para proporcionar alimentação automatizada a diversos tipos de animais acondicionados em recipientes (2), nomeadamente peixes utilizados como organismos modelo em estudos científicos, por exemplo a espécie Danio rerio. Contudo, a presente invenção poderá ser usada na criação de outros espécimes usados para fins experimentais, conforme os exemplo não limitativos: Danionella translucida, Devario aequipinnatus, Nothobranchius furzeri, Oryzias latipes e até Xenopus spp. Mais, a presente invenção poderá também ser usada com as mesmas funcionalidades na criação de outros espécimes, incluindo aquelas destinadas à criação com fins alimentares, seleção de espécimes e a aquariofilia em geral.

Como utilizado ao longo deste pedido de patente, o termo “ou” é utilizado no sentido inclusivo ao invés do sentido exclusivo, a menos que o sentido exclusivo seja claramente definido numa situação específica. Neste contexto, uma frase do tipo “X utiliza A ou B” deve ser interpretada como incluindo todas as combinações inclusivas pertinentes, por exemplo “X utiliza A”, “X utiliza B” e “X utiliza A e B”.

Como utilizado ao longo deste pedido de patente, os artigos indefinidos “um” ou uma” devem ser interpretados geralmente como “um ou mais” e “uma ou mais”, a menos que o sentido de uma modalidade singular seja claramente definido numa situação específica.

Como apresentados nesta descrição, os termos relacionados com exemplos devem ser interpretados com o propósito de ilustrarem um exemplo de algo e não indicarem uma preferência.

Como utilizados nesta descrição, as expressões “cerca de” e “aproximadamente” referem-se a um intervalo de valores de mais ou menos 10% o número especificado.

Como utilizado nesta descrição, a expressão “substancialmente” significa que o valor real está dentro do intervalo de cerca de 10% do valor desejado, variável ou limite relacionado, particularmente dentro de cerca de 5% do valor desejado, variável ou limite relacionado ou especialmente dentro de cerca de 1% do valor desejado, variável ou limite relacionado.

A matéria-objeto descrita acima é fornecida como uma ilustração da presente invenção e não deve ser interpretada de modo a limitá-la. A terminologia empregue com o propósito de descrever modalidades específicas, de acordo com a presente invenção, não deve ser interpretada para limitar a invenção. Como usados na descrição, os artigos definidos e indefinidos, na sua forma singular, visam a interpretação de incluírem também as formas plurais, a não ser que o contexto da descrição indique, explicitamente, o contrário. Será entendido que os termos “compreender” e “incluir”, quando usados nesta descrição, especificam a presença das características, dos elementos, dos componentes, das etapas e das operações relacionadas, mas não excluem a possibilidade de outras características, elementos, componentes, etapas e operações também estarem contempladas.

Todas as alterações, desde que não modifiquem as características essenciais das reivindicações que se seguem, devem ser consideradas dentro do âmbito da proteção da presente invenção.

1 - Uma estante para recipientes de contenção de animais disposta em linha

2 - Um recipiente de contenção de animais

3 - Um robô

4 - Uma plataforma de locomoção

5 - Um mecanismo de elevação

6 - Uma plataforma de alimentação

7 - Um circuito de alimentação

8 - Uma unidade central de processamento

9 - Um trilho linear horizontal

10 - Uma faixa refletora

11 - Uma roda de tração

12 - Uma primeira unidade de motorização

13 - Uma unidade sensorial de navegação

14 - Um eixo de elevação

15 - Um motor do mecanismo de elevação

16 - Uma segunda unidade de motorização

17 - Uma cremalheira

18 - Uma unidade sensorial de alimentação

19 - Uma segunda unidade de processamento

20 - Uma terceira unidade de motorização

21 - Um circuito de alimentação seca

22 - Um circuito de alimentação líquida

23 - Um rodizio

24 - Um motor da plataforma de locomoção

25 - Uma caixa redutora da plataforma de locomoção

26 - Uma polia da plataforma de locomoção

27 - Uma correia de transmissão da plataforma de locomoção

28 - Uma unidade de comando do motor

29 - Um patim para o trilho linear

30 - Um sensor de varrimento laser

31 - Um sensor codificador rotativo incremental

32 - Um sensor ótico de seguimento de faixa refletora

33 - Uma unidade de medição inercial (combinação de acelerómetro e giroscópio)

34 - Um controlador de gestão de energia

35 - Um controlador do circuito de alimentação

36 - Um marcador do trilho linear horizontal

37 - Um rolamento linear

38 - Uma polia do mecanismo de elevação

39 - Uma correia de transmissão do mecanismo de elevação

40 - Uma haste de estabilização do mecanismo de elevação

41 - Um sensor de calibração do mecanismo de elevação

42 - Um motor da plataforma de alimentação

43 - Uma cabeça de alimentação

44 - Um sensor de captura de imagens digitais

45 - Um sensor de medição de distância

46 - Um sensor de leitura de códigos de barras

47 - Um reservatório de substâncias secas de alimentação

48 - Um motor do circuito de alimentação seca

49 - Uma câmara de disparo de substâncias secas

50 - Um circuito de ar comprimido

51 - Um tanque de ar comprimido

52 - Um compressor de ar comprimido

53 - Um sensor de pressão

54 - Uma válvula pneumática

55 - Um reservatório de substâncias líquidas de alimentação

56 - Um sistema de homogeneização do reservatório de substâncias líquidas de alimentação

57 - Uma bomba de ar

58 - Uma segunda bomba de circulação de líquidos

59 - Uma primeira bomba de circulação de líquidos

60 - Uma primeira válvula hidráulica

61 - Um reservatório de líquido de limpeza

62 - Uma segunda válvula hidráulica

63 - Uma válvula antirretorno

64 - Um motor de passo para dosagem de comida seca

65 - Um difusor de ar

66 - Um orifício de admissão de alimentos

Segue a lista de citações:

US8499719B2, de Marco Brocca e Giovanni Frangelli e publicada em 6 de agosto de 2013;

CN105684979A, de Zhang Qiong e publicado em 22 de junho de 2016; WO2009072982A1, de Lau Lionel et al. e publicado em 11 de junho de 2009.

Claims

Um dispositivo automatizado para alimentação controlada de substâncias a recipientes de contenção de animais numa instalação de criação de animais, a qual inclui pelo menos uma estante para recipientes de contenção de animais disposta em linha (1) compreendendo uma pluralidade de recipientes de contenção de animais (2), em que os referidos recipientes são dispostos na forma de uma matriz na referida estante, caracterizado por compreender:
um robô (3), que compreende uma plataforma de locomoção (4); um mecanismo de elevação (5); uma plataforma de alimentação (6); um circuito de alimentação (7); e uma unidade central de processamento (8);
em que o robô (3) é configurado para transitar em pelo menos um trilho linear horizontal (9), que é disposto em paralelo com cada estante para recipientes de contenção de animais disposta em linha (1), em que uma faixa refletora (10) é disposta ao lado de uma posição terminal do referido trilho linear horizontal (9);
em que a plataforma de locomoção (4) compreende pelo menos uma roda de tração (11); uma primeira unidade de motorização (12) e uma unidade sensorial de navegação (13); sendo a unidade sensorial de navegação (13) configurada para a localização e navegação da plataforma no espaço de trabalho e para detetar a faixa refletora (10) e a primeira unidade de motorização (12) configurada para mover a plataforma de locomoção (4) ao longo do trilho linear horizontal (9);
em que o mecanismo de elevação (5) compreende um eixo de elevação (14), o qual é perpendicular ao trilho linear horizontal (9); e uma segunda unidade de motorização (16), a qual é configurada para mover a plataforma de alimentação (6) ao longo do eixo de elevação (14); sendo que o mecanismo de elevação (5) é conectado à plataforma de locomoção (4);
em que a plataforma de alimentação (6) compreende uma cremalheira (17), a qual é conectada a uma cabeça de alimentação (43); uma unidade sensorial de alimentação (18), a qual é configurada para enviar dados à unidade central de processamento (8) sobre a posição da cabeça de alimentação (43) em relação à zona de alimentação do recipiente de contenção de animais (2); uma segunda unidade de processamento (19); uma terceira unidade de motorização (20), a qual é configurada para mover a cremalheira (17) ao longo de um eixo horizontal, que é perpendicular ao eixo de elevação (14), para que a cabeça de alimentação (43) alcance a zona de alimentação de substâncias num recipiente de contenção de animais (2);
em que o circuito de alimentação (7) compreende um ou mais circuitos de alimentação selecionados do grupo consistindo de um circuito de alimentação seca (21) e um circuito de circuito de alimentação líquida (22);
em que a unidade central de processamento (8) recebe dados de posição, de orientação e de velocidade referentes à plataforma de locomoção (4), sendo os referidos dados coletados pela unidade sensorial de navegação (13) e processados pela unidade central de processamento (8);
em que a unidade central de processamento (8) recebe dados sobre parâmetros de alimentação para cada recipiente de contenção de animais (2), sendo os referidos dados coletados pela unidade sensorial de alimentação (18) e processados pela segunda unidade de processamento (19);
em que a unidade central de processamento (8) controla o movimento da plataforma de locomoção (4) ao longo de pelo menos um trilho linear horizontal (9) e ao longo de pelo menos uma passagem adjacente a um trilho linear horizontal (9), o movimento da plataforma de alimentação (6) ao longo do eixo de elevação (14) e a alimentação dos recipientes de contenção de animais (2) pela cabeça de alimentação (43).
O dispositivo automatizado para alimentação controlada de substâncias a recipientes de contenção de animais numa instalação de criação de animais, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por a plataforma de locomoção (4) compreender pelo menos duas rodas de tração (11) e pelo menos quatro rodízios (23), sendo dois rodízios (23) dispostos numa posição frontal em relação às referidas rodas de tração (11) e dois rodízios (23) dispostos numa posição traseira em relação às referidas rodas de tração (11).
O dispositivo automatizado para alimentação controlada de substâncias a recipientes de contenção de animais numa instalação de criação de animais, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por a plataforma de locomoção (4) compreender na sua base pelo menos um patim para o trilho linear (29), configurada para se alinhar ao trilho linear horizontal (9).
O dispositivo automatizado para alimentação controlada de substâncias a recipientes de contenção de animais numa instalação de criação de animais, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a primeira unidade de motorização (12) compreender pelo menos dois motores (24) e uma caixa redutora (25), em que a potência é transferida para as rodas de tração (11) por intermédio de pelo menos duas polias (26) e de uma correia de transmissão (27).
O dispositivo automatizado para alimentação controlada de substâncias a recipientes de contenção de animais numa instalação de criação de animais, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a unidade sensorial de navegação (13) compreender um ou mais sensores selecionados do grupo consistindo de um sensor de varrimento laser (30), um sensor codificador rotativo incremental (31), um sensor ótico de seguimento de faixa refletora (32) e uma unidade de medição inercial (33), configurados para coletar dados relacionados à posição, à orientação e à velocidade da plataforma de locomoção (4).
O dispositivo automatizado para alimentação controlada de substâncias a recipientes de contenção de animais numa instalação de criação de animais, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o trilho linear horizontal (9) compreender uma pluralidade de marcadores (36), dispostos ao longo do comprimento do referido trilho linear, os quais são selecionados do grupo constituído por marcadores detetáveis por sensores óticos ou por sensores magnéticos.
O dispositivo automatizado para alimentação controlada de substâncias a recipientes de contenção de animais numa instalação de criação de animais, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o mecanismo de elevação (5) compreender pelo menos um motor do mecanismo de elevação (15), em que a força motriz é transferida para a plataforma de alimentação (6) por intermédio de pelo menos uma polia (38) e de uma correia de transmissão (39), em que o eixo de elevação (14) é uma estrutura em fuso, configurada para converter a rotação angular em movimento linear.
O dispositivo automatizado para alimentação controlada de substâncias a recipientes de contenção de animais numa instalação de criação de animais, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a terceira unidade de motorização (20) da plataforma de alimentação (7) compreender pelo menos um motor (42) para mover a cremalheira (17) ao longo de um eixo horizontal, que é perpendicular ao eixo de elevação (14), para que a cabeça de alimentação (43) alcance a zona de alimentação de substâncias num recipiente de contenção de animais (2).
O dispositivo automatizado para alimentação controlada de substâncias a recipientes de contenção de animais numa instalação de criação de animais, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a unidade sensorial de alimentação (18) compreender um sensor de captura de imagens digitais (44), configurado para detetar padrões na estante (1) para recipientes de contenção de animais (2).
O dispositivo automatizado para alimentação controlada de substâncias a recipientes de contenção de animais numa instalação de criação de animais, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a unidade sensorial de alimentação (18) compreender um sensor de medição de distância (45), configurado para medir a distância entre a cabeça de alimentação (43) e a zona de alimentação de substâncias num recipiente de contenção de animais (2).
O dispositivo automatizado para alimentação controlada de substâncias a recipientes de contenção de animais numa instalação de criação de animais, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a unidade sensorial de alimentação (18) compreender um sensor de leitura de códigos de barras (46), configurado para ler parâmetros de alimentação relacionados a um determinado recipiente de contenção de animais (2).
O dispositivo automatizado para alimentação controlada de substâncias a recipientes de contenção de animais numa instalação de criação de animais, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o circuito de alimentação seca (21) do circuito de alimentação (7) compreender um reservatório de substâncias secas de alimentação (47); um motor (48), configurado para mover uma porção de substância seca de alimentação para uma câmara de disparo de substâncias secas (49); e um circuito de ar comprimido (50), configurado para impulsionar a referida porção de substância seca de alimentação da câmara de disparo de substâncias secas (49) para a cabeça de alimentação (43).
O dispositivo automatizado para alimentação controlada de substâncias a recipientes de contenção de animais numa instalação de criação de animais, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por o circuito de ar comprimido (50) compreender um tanque de ar comprimido (51); um sensor de pressão (53), disposto a montante do referido tanque (51); e uma válvula pneumática (54), configurada para libertar o ar comprimido para a câmara de disparo de substâncias secas (49).
O dispositivo automatizado para alimentação controlada de substâncias a recipientes de contenção de animais numa instalação de criação de animais, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por o tanque de ar comprimido (51) ser pressurizado por intermédio de um compressor de ar comprimido (52).
O dispositivo automatizado para alimentação controlada de substâncias a recipientes de contenção de animais numa instalação de criação de animais, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o circuito de alimentação líquida (22) do circuito de alimentação (7) compreender um reservatório de substâncias líquidas de alimentação (55); uma primeira bomba de circulação de líquidos (59) a jusante do reservatório de substâncias líquidas de alimentação (55); uma primeira válvula hidráulica (60) a jusante da primeira bomba de circulação de líquidos (59) e a montante da cabeça de alimentação (43); e uma segunda válvula hidráulica (62), em paralelo com a primeira válvula hidráulica (60) e a montante do reservatório de substâncias líquidas de alimentação (55); sendo que no decorrer da alimentação líquida a um recipiente de contenção de animais (2), a primeira válvula hidráulica (60) está numa posição aberta e a segunda válvula hidráulica (62) está numa posição fechada, em que o líquido de alimentação bombeado pela primeira bomba de circulação de líquidos (59) flui do reservatório de substâncias líquidas de alimentação (55) para a cabeça de alimentação (43).
O dispositivo automatizado para alimentação controlada de substâncias a recipientes de contenção de animais numa instalação de criação de animais, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por o circuito de alimentação líquida (22) do circuito de alimentação (7) compreender um reservatório de líquido de limpeza (61); uma segunda bomba de deslocação de líquidos (58) a jusante do reservatório de líquido de limpeza (61) e a montante da primeira válvula hidráulica (60); sendo que no decorrer da limpeza do circuito de alimentação líquida, as válvulas hidráulicas (60,62) são abertas e fechadas alternadamente, de modo a que o líquido de limpeza bombeado pela segunda bomba de circulação de líquidos (58) faça a limpeza de toda a tubagem do circuito de alimentação líquida (22).
O dispositivo automatizado para alimentação controlada de substâncias a recipientes de contenção de animais numa instalação de criação de animais, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 e 16, caracterizado por o circuito de alimentação líquida (22) do circuito de alimentação (7) compreender um sistema de homogeneização do reservatório de substâncias líquidas de alimentação (56).
Um sistema automatizado para alimentação controlada de substâncias a recipientes de contenção de animais numa instalação de criação de animais, a qual inclui pelo menos uma estante para recipientes de contenção de animais disposta em linha (1) compreendendo uma pluralidade de recipientes de contenção de animais (2), em que os referidos recipientes são dispostos na forma de uma matriz na referida estante, caracterizado por compreender:
um dispositivo automatizado para alimentação controlada de substâncias a recipientes de contenção de animais numa instalação de criação de animais, conforme definido em qualquer uma das reivindicações anteriores; e
pelo menos um trilho linear horizontal (9), que é disposto no solo e em paralelo com cada estante para recipientes de contenção de animais disposta em linha (1), em que uma faixa refletora (10) é disposta ao lado de uma posição terminal do referido trilho linear horizontal (9).
Um método de alimentação controlada de substâncias a recipientes de contenção de animais numa instalação de criação de animais, a qual inclui pelo menos uma estante para recipientes de contenção de animais disposta em linha (1) compreendendo uma pluralidade de recipientes de contenção de animais (2), em que os referidos recipientes são dispostos na forma de uma matriz na referida estante, caracterizado por compreender as seguintes etapas:
um dispositivo automatizado, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 17, transitar ao lado de pelo menos uma estante para recipientes de contenção de animais disposta em linha (1);

o referido dispositivo automatizado detetar um trilho linear horizontal (9), que é disposto no solo e em paralelo com cada estante para recipientes de contenção de animais disposta em linha (1);

o referido dispositivo automatizado se locomover ao longo do trilho linear horizontal (9) por intermédio de uma plataforma de locomoção (4), compreendida no referido dispositivo automatizado, a fim de se posicionar em frente a um eixo perpendicular ao solo, o qual passa por um determinado recipiente de contenção de animais (2);

um mecanismo de elevação (5) do referido dispositivo automatizado ajustar a posição de uma plataforma de alimentação (6) ao longo do referido eixo perpendicular ao solo, que passa por um determinado recipiente de contenção de animais (2), a fim de posicionar a plataforma de alimentação (6) à altura de um determinado recipiente de contenção de animais (2);

a plataforma de alimentação (6) ajustar a posição de uma cremalheira (17) ao longo de um plano paralelo ao solo, a fim de uma cabeça de alimentação (43) alcançar uma zona de alimentação de substâncias num determinado recipiente de contenção de animais (2);

o dispositivo automatizado repetir os passos anteriores até que alimentação seja fornecida a um conjunto predeterminado de recipientes de contenção de animais (2) dispostos na estante (1).
O método de alimentação controlada de substâncias a recipientes de contenção de animais numa instalação de criação de animais, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por o recipiente de contenção de animais (2) ser um tanque para acondicionamento de peixes.
O método de alimentação controlada de substâncias a recipientes de contenção de animais numa instalação de criação de animais, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por os peixes serem selecionados de um ou mais do grupo consistindo de Danio rerio, Danionella translucida, Devario aequipinnatus, Nothobranchius furzeri, Oryzias latipes e Xenopus spp.