一种用于道路破冰除雪的智能机器人

1.本发明涉及破冰除雪设备技术领域，具体是指一种用于道路破冰除雪的智能机器人。


背景技术：

2.在我国北方，每年冬天都会下雪，道路会结冰，道路上会有许多大型除雪车来清理，会使道路清理的很干净，但是居民小区或者学校校园内，大型的除雪车却开不进来，只能人工清雪扫除干净，道路结冰只能人工敲除。如果不清雪除冰，那么学生或者行人就会滑倒，来回行走会造成不方便。目前关于小型的破冰除雪机器人的研究数量少，并且也解决不了完全释放劳动力的问题。
3.现在的除雪技术主要有人工清除、化学清除、热力清除、机械清除等。人工除雪会清除的比较彻底，但是需要耗费大量的人力和物力，而且除冰雪效率较低，还会影响交通，不适合大范围的清除；化学除冰雪主要是在路面上撒一些化学物品来达到除冰雪的目的，但是会造成二次结冰；热力清除主要是利用燃气、燃油等产生的热量来除冰雪，但是在低气温的地方不容易实现；机械除冰雪效率高，清除面积大，绿色环保，因此机械清除法是以后除冰雪的趋势，研制快速有效的除冰雪机器是非常重要的任务。
4.国内外的小型破冰除雪机器不够完善，只有一些需要人力的机械或者一些中大型的除雪机，还没有一个完全的机械能够实现在“小地方”用，由此看来，破冰除雪机器人是有一定市场的。


技术实现要素：

5.本发明的目的是克服以上的技术缺陷，提供一种智能避障破冰除雪机器人，具备人性化、多功能、安全性高、实用性强等特点，更加便捷的解决人力破冰除雪的问题。
6.为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种用于道路破冰除雪的智能机器人，包括车体、智能避障机构，所述的车体前端安装有可变动铲子，车体顶部设有用于储雪的车厢，可变动铲子与车厢之间连接有输送带，所述的车厢后端内部安装有电动推杆一，电动推杆一前端固定连接有位于车厢内的竖向的移动板，移动板底端连接底板，车厢后端顶部安装有电动推杆二，电动推杆二下端固定连接有位于车厢内的压板，车厢一侧底部设有连通的雪块滑道，所述的车厢后端底部安装有扫雪装置，所述的车体底部安装有破冰装置，所述的车体的底盘上安装有控制底部车轮移动的专用轮毂电机；
7.所述的智能避障机构包括摄像头、测距传感器、急停开关和主控板，所述的摄像头、测距传感器安装在车体的底盘上，急停开关安装在车厢上，所述的车轮采用差速控制的方式控制运行轨迹朝给定位置处运行，所述的测距传感器检测到物体间距是20-40cm时把相应的距离信息传送到主控板，主控板的控制电路对传送过来的数据信息进行分析，通过专用轮毂电机控制车轮的运行速度以及运行姿态躲避阻碍物体。
8.进一步的，所述的破冰装置采用舵机控制的螺旋弯刀，在螺旋弯刀旋转的时候，可
以将地面上的冰划开，增大了冰面的粗糙程度也更大的保证了破冰的效率。
9.进一步的，所述的输送带上设有防雪溢出的保护壳。
10.进一步的，所述的可活动铲子采用斜面铲，两侧通过铰链连接保护壳，可以向外旋转一百八十度。
11.进一步的，所述的车体底部车轮采用防打滑的越野山地轮胎。
12.进一步的，所述的可变动铲子与车体之间连接有减震器。
13.进一步的，所述的车体底盘上设置有连接主控板并用于定位追踪的定位装置。
14.进一步的，所述的主控板采用型号为stm32f407的主控电路。
15.进一步的，所述的测距传感器采用四探头一体防水超声波传感器，四探头一体防水超声波传感器选用rs-232与主控板的接口电路通信的方式，经rs-232转ttl电路后把tx1、rx1与主控电路stm32f407的pa9 pa10引脚进行接线实现障碍物距离数据的处理，从而进行定位，然后使数值传出。
16.本发明与现有技术相比的优点在于：本发明运用在学校和小区等路况狭窄的地方，帮助物业和居民来清理路面上的冰雪，减少人力清理带来的不便，可以随时清理、马上清理，以最快的时间清理干净，让居民和学生在下雪过后可以正常的生活。
17.本技术能实现智能破冰除雪，自动行驶、自动清理、遇到行人自动避开，进行一系列自主除雪的工作，人们只需要在室内监控，有利于减少劳动力在极端条件下的工作、改善服务业的劳动力压力、更好的解决环境清理问题，可极大的促进服务业劳动力转为自动化的趋势，使人们减少在极端条件下进行工作的问题。
附图说明
18.图1是本发明的结构示意图一。
19.图2是本发明的结构示意图二。
20.图3是本发明的结构示意图三。
21.图4是本发明破冰装置的结构示意图。
22.如图所示：1、车体，2、可变动铲子，3、车厢，4、输送带，5、电动推杆一，6、移动板，7、底板，8、电动推杆二，9、压板，10、雪块滑道，11、扫雪装置，12、破冰装置，13、螺旋弯刀，14、保护壳，15、铰链，16、减震器。
具体实施方式
23.下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
24.如图1-2所示，一种用于道路破冰除雪的智能机器人，包括车体1、智能避障机构，所述的车体1前端安装有可变动铲子2，车体1顶部设有用于储雪的车厢3，可变动铲子2与车厢3之间连接有输送带4，所述的车厢3后端内部安装有电动推杆一5，电动推杆一5前端固定连接有位于车厢3内的竖向的移动板6，移动板6底端连接底板7，车厢3后端顶部安装有电动推杆二8，电动推杆二8下端固定连接有位于车厢3内的压板9，车厢3一侧底部设有连通的雪块滑道10，所述的车厢3后端底部安装有扫雪装置11，所述的车体1底部安装有破冰装置12，所述的车体1的底盘上安装有控制底部车轮移动的专用轮毂电机；
25.所述的智能避障机构包括摄像头、测距传感器、急停开关和主控板，所述的摄像
头、测距传感器安装在车体1的底盘上，急停开关安装在车厢3上，所述的车轮采用差速控制的方式控制运行轨迹朝给定位置处运行，所述的测距传感器检测到物体间距是20-40cm时把相应的距离信息传送到主控板，主控板的控制电路对传送过来的数据信息进行分析，通过专用轮毂电机控制车轮的运行速度以及运行姿态躲避阻碍物体。
26.本实施例中，所述的破冰装置12采用舵机控制的螺旋弯刀13，在螺旋弯刀13旋转的时候，可以将地面上的冰划开，增大了冰面的粗糙程度也更大的保证了破冰的效率。
27.本实施例中，所述的输送带4上设有防雪溢出的保护壳14。
28.本实施例中，所述的可活动铲子8采用斜面铲，两侧通过铰链15连接保护壳14，可以向外旋转一百八十度。
29.本实施例中，所述的车体1底部车轮采用防打滑的越野山地轮胎。
30.本实施例中，所述的可变动铲子2与车体之间连接有减震器16。
31.本实施例中，所述的车体1底盘上设置有连接主控板并用于定位追踪的定位装置。
32.本实施例中，所述的主控板采用型号为stm32f407的主控电路。
33.本实施例中，所述的测距传感器采用四探头一体防水超声波传感器，四探头一体防水超声波传感器选用rs-232与主控板的接口电路通信的方式，经rs-232转ttl电路后把tx1、rx1与主控电路stm32f407的pa9 pa10引脚进行接线实现障碍物距离数据的处理，从而进行定位，然后使数值传出。
34.本发明在具体实施时，在破冰方面，选择用舵机控制螺旋弯刀，这样在螺旋弯刀旋转的时候，可以将地面上的冰划开，增大了冰面的粗糙程度也更大的保证了破冰的效率；
35.在除雪方面，车体向前行驶过程中，可变动铲子两侧可以向外旋转一百八十度，在铲雪过程中控制铲子的开口，铲入的雪经过输送带进入车厢内，启动电动推杆一推动移动板至与压板和底板形成槽体的位置处，启动电动推杆二控制压板下压，将进入车厢内的雪压实，然后电动推杆二控制压板上提，电动推杆一控制移动板向前推动压实的雪块至雪块滑道处排出，实现雪的回收再利用，扫雪装置配合可变动铲子将剩余的残余雪清扫到道路两旁。
36.自动控制的时候，为了防止机器人碰到人和障碍物发生一些不可预知的危险，采用了摄像头为机器人的眼睛，主控板为机器人的大脑，运用摄像头传出的数据来与主控板里面的模块相结合，再加上测距传感器的运用，更好的保障了机器人的避障系统，为防止意外，采取了远程操控急停开关，发生意外，立即停止工作。由于雪天的地面不平整，为了使破冰除雪的效率高，运用了减震器、越野山地轮胎的技术，保证机器人不会因为地面不平整来造成的机器无法运转。
37.以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。