УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАННОЙ ПОДАЧИ ЭНТОМОФАГОВ

Полезная модель относится к устройствам сельскохозяйственного назначения и предназначена для механизации биологической защиты растений от вредных насекомых. Устройство может быть использовано для транспортировки насекомых, например, энтомофагов в лесной массив, плодово-ягодные сады, сельскохозяйственные поля и труднодоступные растительные места с целью использования их в биологической защите растений, например, с помощью беспилотного летательного средства (БЛС).
Известен контейнер для транспортировки насекомых (см. патент РФ на ПМ №144500, МПК B65D 85/50, опубл. 20.08.2014). Контейнер состоит из емкости с отверстиями в боковых противоположных стенках, затянутыми мелкоячеистой сеткой для вентиляции, снабженной зажимами, обеспечивающими необходимую герметичность, крышки с выступающим бортиком и двумя ручками, съемного вкладыша в форме ячеек, выполненного из полос плотного картона.
Известен контейнер для транспортировки насекомых на растениях (см. патент РФ на ПМ №160972, МПК B65D 85/50, A01K 67/033, опубл. 10.04.2016). Контейнер состоит из корпуса с одной ручкой, внутри которого расположен фиксирующий контур с вырезом в форме продольного сечения емкости с насекомыми на растении. Контейнер снабжен крышкой с отверстием, затянутым мелкоячеистой сеткой, которое обеспечивает необходимую вентиляцию, и выступом с надрезом для фиксатора на корпусе контейнера.
Однако данные контейнеры не способны точечно дозировать распределение насекомых на растения.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство для расселения энтомофагов, которое содержит средство создания воздушного потока, воздухопровод, цилиндрический бункер с выгрузной воронкой, дозирующее отверстие которой входит в воздухопровод. Выходное отверстие воздухопровода расположено в зоне распыляющего потока. Дозирующее отверстие выгрузной воронки бункера направлено вверх, а дно бункера обращено книзу. Внутри бункера установлена подвижная перфорированная диафрагма с воронкообразным дном, автоматически перемещаемая снизу-вверх к выгрузной воронке. Воздухопровод соединен патрубком с воронкообразным дном перфорированной диафрагмы и дополнительно снабжен прерывателем расхода воздуха, установленным перед соединением воздухопровода с дозирующим отверстием выгрузной воронки бункера. Выгрузная воронка выполнена в виде усеченного конуса, образующая которого выполнена по эпициклоиде, верхний конец ветви которой параллелен оси бункера, и образует дозирующее отверстие, а нижний конец перпендикулярен и соединен со стенками бункера. Такое выполнение обеспечивает качественное равномерное расселение энтомофагов в стадии имаго без травмирования (см. патент РФ №2257055, МПК A01K 67/033, А01М 9/00, опубл. 27.07.2005).
Однако данное устройство очень массивно для размещения на борту БЛС. Также за счет использования вентилятора данное устройство потребляет больше электроэнергии, чем сервомотор, что в реалиях автономного устройства повлечет за собой дополнительные затраты на дополнительное питание.
Данное устройство распыляет энтомофагов снизу вверх, что не позволяет покрыть всю площадь кроны дерева.
Техническая проблема заключается в разработке интеллектуального контейнера, снабженного электроникой, выполненного с возможностью дозирования насекомых, доставляемых на растения.
Технический результат, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель, заключается в повышении точности и равномерности дозирования энтомофагов при сохранении их целостности и жизнеспособности.
Техническая проблема решается тем, что устройство для дозированной подачи энтомофагов, содержащее крышку и контейнер, где внутри контейнера расположены бункер для размещения энтомофагов, блок выгрузки, имеющий входное и выходное отверстия, дозатор, согласно решению дополнительно содержит электронный блок управления выгрузкой, включающий контроллер, соединенный с сервоприводом, подключенные к источнику питания, причем блок выгрузки представляет собой цилиндрическую трубу, размещенную под бункером, а дозатор выполнен в виде винтового шнека и размещен в цилиндрической трубе, при этом диаметр выходного отверстия блока выгрузки совпадает с шагом винтового шнека.
Устройство содержит на боковой стороне контейнера съемный отсек для размещения блока управления, и крепежный элемент для источника питания, расположенный с противоположной боковой стороны контейнера.
Дно бункера выполнено скошенным в сторону входного отверстия блока выгрузки.
Контейнер выполнен с возможностью крепления к беспилотному летательному средству.
Шаг винтового шнека выбран из условия обеспечения выгрузки количества энтомофагов, достаточного для доставки на одно растение за 1 полный поворот шнека вокруг своей оси.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фиг. 1 - изображен общий вид устройства для транспортировки насекомых.
На фиг. 2 - изображено устройство в разрезе с нижней стороны, где
1. - контейнер;
2. - крышка;
3. - отсек с электронным блоком управления в виде контроллера;
4. - бункер;
5. - дозатор (винтовой шнек);
6. - входное отверстие блока выгрузки;
7. - выходное отверстие блока выгрузки;
8. - сервопривод;
9. - источник питания, например, батарея;
10. - контроллер.
Устройство выполнено из полимерного материала, состоит из контейнера 1 с крышкой 2. С внешней стороны контейнера 1, вдоль торцевой стенки расположен съемный отсек с электронным блоком управления 3. С противоположной боковой стороны контейнера 1 размещена батарея питания 9 с помощью крепежного элемента.
Внутри контейнера 1 в верхней части расположен бункер 4 для размещения энтомофагов. Дно бункера 4 соединено с блоком выгрузки, выполненном в виде горизонтально расположенной цилиндрической трубы, имеющей входное 6 и выходное 7 отверстия или патрубки. Дно бункера выполнено скошенным в сторону входного отверстия (патрубка) блока выгрузки 6. Внутри трубы расположен дозатор 5, выполненный в виде винтового шнека, соединенного с сервоприводом постоянного вращения 8. Сервопривод 8 расположен в нижней части контейнера 1 и управляет винтовым шнеком 5.
Диаметр выходного патрубка трубы блока выгрузки совпадает с шагом винтового шнека 5. Бункер 4 контейнера предназначен для размещения и транспортировки энтомофагов.
Отсек с электроникой 3 содержит управляющую дозированием электронную плату на базе контроллера atmega 328 10.
В качестве батареи питания 9 используется li-on аккумулятор формата 18650.
Винтовой шнек 5 выполнен в виде стержня со сплошной винтовой поверхностью вдоль продольной оси.
С помощью винтового шнека 5 производят дозировку энтомофагов, а с помощью выходного отверстия (патрубка) контейнера 1 производят выброс энтомофага из контейнера 1 и высадку энтомофагов на пораженные растения.
Контейнер выполнен с возможностью крепления к беспилотному летательному средству.
Устройство работает следующим образом.
В бункер контейнера 1 загружают энтомофаги в наполнителе. В качестве наполнителя используют, например, гидрогель или каолин. Далее при получении управляющего сигнала с контроллера 10 устройство приводят в действие. При помощи энкодера, установленного внутри сервопривода 8, регулируют подачу путем регулировки шага шнека 5. Система регулирует дозировку энтомофага и предотвращает перенасыщение растений большим количеством энтомофагов. На данном этапе пазы шнека равномерно заполняют наполнителем с энтомофагом. При получении управляющего сигнала с контроллера 10 приводимый в движение шнек прокручивается и продвигает порцию энтомофагов к отверстию выходного патрубка контейнера. Происходит выброс энтомофага из контейнера 1.
Ниже приведен пример расчета объема рабочей части трубы блока выгрузки для следующих размеров устройства: диаметр трубы 19 мм, длина (высота цилиндра) 36,1 мм, диаметр стержня шнека 13 мм, вокруг которого расположена винтовая лента.
2
3
Объем трубы равен V1=πRH, где R=9,5 мм, Н=36,1 мм: V1=10230,2 мм.
2
3
Объем стержня шнека V2=πrH, где r=6,5 мм, Н=36,1 мм: V2=4789,2 мм.
3
Объем винтовой ленты шнека V3=abc: V3=3230,6 мм.
3
В итоге объем рабочего пространства для смеси в трубе V=V1-(V2+V3)=2210,4 мм.
3
3
Размеры энтомофага используют для вычисления среднего объема одной особи: Vg=3×1×0,5=1,5 мм. Поэтому при полной загрузке энтомофагами в трубе их поместилось бы 1473 штуки. Но для загрузки энтомофагов в контейнер для их сохранности в состав смеси берут энтомофагов и наполнитель в отношении 1:5. Поэтому для энтомофагов предусматривают 1/6 часть объема, то есть 368 мм. Тогда количество энтомофагов в тубе 368:1,5=245,5 штук.
При использовании шнека предлагаемого образца и расходе 50 штук энтомофагов на одно растение, например дерево, получают, что 1 полный поворот шнека вокруг своей оси будет соответствовать норме расхода их смеси на 1 дерево.
Предлагаемое устройство позволяет равномерно покрыть всю площадь кроны дерева и позволяет регулировать подачу необходимого количества энтомофагов.
Точечная доставка тратит в 3 раза меньше материала, чем при сплошной обработке. Тем самым экономит затраты на покупку энтомофагов.