CN107044103A - 自动行走除雪设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动行走除雪设备，包括：行走模块，驱动除雪机移动；工作模块，包括工作马达和由工作马达驱动的抛雪机构，所述抛雪机构在工作马达的驱动下收集地面的积雪以及夹杂物并抛出抛雪机构；控制模块，配置为控制工作马达的转速使夹杂物离开抛雪机构时的速度不高于41m/s。本发明提供的机器人设备能否提供安全的抛雪能量，避免在无人看管的情况下砸伤人或物。

Description

自动行走除雪设备

技术领域

本发明涉及智能控制领域，特别是涉及一种自动行走除雪设备。

背景技术

冬天下雪后路面上堆积大量积雪，给人们出行带来很多麻烦。清除道路冰雪主要有人工除雪、融雪除雪和机械除雪等几种方法。人工清扫人工除雪劳动强度大、费时费力，清扫效率还不高。而利用热能或撒布化学药剂促使积雪融化的方法能耗大、成本高，对环境及路面易造成污染和腐蚀，仅适合一些特殊场合。而目前使用的机械除雪设备却又因使用体积庞大，结构复杂，成本较高、除雪效果差、对路面有一定破坏作用等原因，影响使用。

目前小型机械式清雪车主要由原动机、传动装置、集雪装置、抛雪装置、和操作系统组成。原动机可以采用电机或发动机，目前大多采用汽油机或柴油机；集雪装置用来收集积雪，主要采用推雪铲或螺旋状搅龙；抛雪装置是将收集的积雪抛到路的一侧或收集装置中。主要的方式有抛雪叶轮和鼓风机两种；操作装置主要控制设备的运转，通过手推来实现机器的前进和行驶方向。这样在人力推动下，除冰除雪机不断前进，就能实现连续的清除积冰和积雪。

为了降低了操作者的劳动强度，有一些自动行走式的清雪机，即清雪机的行走由原动机带动，通过各种机械传动装置来实现高效清雪的同时使清雪机不断前进，从而在很大程度上节省人力。

但是，无论何种清雪机器，都是需要操作者亲自操作，雪天环境比较恶劣，而且还需花费操作者大量的时间。基于此非常有必要开发一种自动化程度较高，使用费用低、使用者省力省时、除雪效果好的除雪设备，能在雪后迅速铲除积雪，从而方便人们出行。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种具有自动工作能力的除雪设备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有自动工作能力的除雪设备，包括：工作模块，用于执行自动除雪设备的具体工作；行走模块，用于带动自动除雪设备在地面上行走；能量模块，至少为自动除雪设备的行走模块提供能量，或至少为行走模块和工作模块两者都提供能量；检测模块，用于检测外部环境和/或内部参数；以及控制模块，所述控制模块存储有除雪设备自动工作的演算法，所述控制模块根据检测模块检测到的信息并且基于所述的演算法控制自动除雪设备的行走模块和/或工作模块，使所述自动除雪设备按照预设的路 径规则行走并工作。

优选的，所述能量模块包括可充电电池和/或光伏电池。

优选的，所述工作模块包括刮雪组件、抛雪组件以及驱动刮雪组件和抛雪组件工作的马达。

优选的，所述刮雪组件包括集雪轮，所述集雪轮的转速小于100转每分。

优选的，所述抛雪组件包括由所述马达驱动的抛雪轮，所述抛雪轮的转速在1000-5000转每分。

优选的，所述抛雪组件包括用于将刮雪组件收集的雪抛出的抛雪筒，所述检测模块包括障碍检测装置，所述障碍检测装置用于检测抛雪筒的出雪方向的预设范围内的障碍，所述控制模块根据障碍检测装置检测到的信号调整抛雪筒的位置从而改变出雪方向。

优选的，所述行走模块包括驱动轮、驱动驱动轮的行走马达、从动轮以及连接在驱动轮和从动轮上的履带。

优选的，所述检测模块包括方向检测装置，所述方向检测装置用于检测除雪设备的行走方向，所述除雪设备还包括输入模块，所述控制模块能够根据输入模块输入的规则的工作区域的信息以及将除雪设备开始工作的起点位置作为原点自动生成边界坐标地图，所述控制模块根据边界坐标地图以及利用方向检测装置控制自动除雪设备在工作区域的边界内规则行走并工作。

优选的，所述方向检测装置包括电子罗盘或者陀螺仪。

优选的，所述自动除雪设备还包括定位导航模块，所述控制模块存储有所述除雪设备工作区域的边界坐标地图，所述控制模块根据边界坐标地图以及所述定位导航模块检测到的自动除雪设备的实时位置的坐标控制自动除雪设备在工作区域的边界内规则行走并工作。

优选的，所述检测模块包括能量检测单元，所述能量检测单元用于检测能量模块的能量值，并将能量值信息反馈给控制模块，当检测模块检测到的能量值达到或者低于预设值，所述控制模块控制自动除雪设备行走到预设地点补充能量。

优选的，所述控制模块包括路径比较单元，所述路径比较单元能够将已完成除雪的路径与预设的路径相比较，两者相一致时，所述控制模块控制自动除雪设备行走到预设地点补充能量。

优选的，其特征在于，所述除雪设备具有至少三种状态，沿着预设的路径规则行走并工 作的工作状态，停留在预设地点的待机状态以及在停留在预设地点的补充能量状态，所述检测模块包括雪检测装置，所述雪检测装置检测到雪或者检测到雪量达到预设，所述控制模块控制除雪设备从预设地点出发并从待机状态转换为工作状态。

一种自动行走除雪设备，包括：

工作模块，用于执行自动行走除雪设备的具体工作；

行走模块，用于带动自动行走除雪设备在地面上行走；

能量模块，用于为自动行走除雪设备的工作模块和行走模块提供能量；

以及控制模块，控制模块用于控制自动行走除雪设备工作模块和行走模块；所述工作模块包括至少两种工作头机构，所述至少两种工作头机构择一的配接于自动行走除雪设备的主机，所述控制模块根据配接的工作头执行与该工作头机构相应的控制模式。

优选的，所述自动行走除雪设备的主机包括用于配接工作头机构的连接部，所述连接部上设置至少两个信号开关，所述至少两种工作头机构配接于所述主体能够触发不同的信号开关，所述控制模块根据不同的开关信号识别工作头机构的形式。

优选的，所述至少两种工作头机构分别包括用于除雪的工作部分以及驱动工作部分运动的工作马达，所述至少两种工作头机构对应的控制模式包括各自对应的工作马达的转速和/或转向。

优选的，所述行走模块包括至少一个驱动轮以及驱动所述驱动轮的行走马达，所述至少两种工作头机构对应的控制模式包括各自对应的行走马达的转速和/或转向。

优选的，所述至少两种工作头机构对应的控制模式包括各自对应的除雪路径。

一种自动行走除雪设备，包括：

工作模块，用于执行自动行走除雪设备的具体工作；

行走模块，用于带动自动行走除雪设备在地面上行走；

能量模块，用于为自动行走除雪设备的工作模块和行走模块提供能量；

以及控制模块，控制模块用于控制自动行走除雪设备工作模块和行走模块；所述自动行走除雪设备还包括用于检测雪的检测模块，所述检测模块将检测到的雪量的信息反馈给控制模块，当雪量达到预设值，所述控制模块控制行走模块行走以及工作模块工作。

优选的，所述雪的检测模块包括压力传感器和湿度传感器，所述压力传感器将检测到的压力的信号反馈给控制模块，所述湿度传感器将检测到湿度的信号反馈给控制模块，所述控 制模块根据湿度信号判断是否是下雪，如果下雪，则根据压力信号计算出雪的厚度，当雪的厚度达到预设值时即控制自动行走除雪设备开始工作。

优选的，所述雪的检测模块包括至少两个导电元件以及设置在两个导电元件之间的绝缘件，所述绝缘件的高度大于两个导电元件的高度，所述绝缘件的高度为雪的厚度的预设值。

优选的，所述雪的检测模块包括一个容器以及设置在所述容器内的光传感器和湿度传感器，所述光传感器将检测到的光的信号反馈给控制模块，所述湿度传感器将检测到湿度的信号反馈给控制模块，所述控制模块根据光的信号以及湿度信号判断为被雪覆盖即控制自动行走除雪设备开始工作。

优选的，所述雪的检测模块包括设置于自动行走除雪设备底部的至少两个导电零件，所述至少两个导电零件设置于相对地面的不同高度并将导通信号发送给控制模块，控制模块根据不同的导通信号以及导电零件的高度判断雪的厚度。

优选的，所述控制模块根据雪量的不同执行不同的除雪模式。

一种自动行走除雪设备，包括：

工作模块，用于执行自动行走除雪设备的具体工作；

行走模块，用于带动自动行走除雪设备在地面上行走；

能量模块，用于为自动行走除雪设备的工作模块和行走模块提供能量；

以及控制模块，控制模块用于控制自动行走除雪设备工作模块和行走模块；所述自动行走除雪设备还包括人机交互模块，所述人机交互模块包括用于输入/输出信息的操作面板，所述控制模块能够根据操作面板上输入的工作区域的尺寸信息自动生成除雪路径，并根据生成的除雪路径控制行走模块和工作模块。

优选的，所述自动行走除雪设备还包括检测模块，所述检测模块用于检测自动行走除雪设备的行走方向并将检测到的方向数据传递给控制模块，控制模块根据接收到的方向数据与预设路径的方向数据进行比较，当两个数据不一致时控制行走模块调整行走方向。

优选的，所述检测模块包括电子罗盘或陀螺仪。

优选的，所述自动行走除雪沿着除雪路径的起点位置设置为坐标原点，所述控制模块根据行走模块的行走速度和行走时间计算自动行走除雪设备的行走距离，当行走距离达到输入的工作区域的尺寸即控制行走模块转向。

优选的，一种如前所述的自动行走除雪设备的控制方法，其特征在于，所述控制方法包 括以下步骤：

1)在自动行走除雪设备的操作面板上输入的工作区域的尺寸信息；

2)控制模块根据输入的工作区域的尺寸信息生成除雪路径；

3)控制模块控制工作模块和行走模块沿着生成的除雪路径除雪。

优选的，所述控制方法还包括将所述自动行走除雪设备沿着除雪路径的起点位置设置为坐标原点。

优选的，所述控制方法还包括将在所述自动行走除雪设备走完除雪路径，所述控制模块控制行走模块使自动行走除雪设备回到起点位置。

优选的，所述生成的除雪路径包括多个，可通过用户选择或者系统默认的方式确定最终的除雪路径。

一种自动行走除雪设备，包括：

工作模块，用于执行自动行走除雪设备的具体工作；

行走模块，用于带动自动行走除雪设备在地面上行走；

能量模块，用于为自动行走除雪设备的工作模块和行走模块提供能量；

以及控制模块，控制模块用于控制自动行走除雪设备工作模块和行走模块；所述自动行走除雪设备还包括加热保温装置，所述加热保温装置能够通过电能重复加热并将至少部分能量模块和控制模块保持在预设的温度。

优选的，所述加热保温装置包括至少部分覆盖所述自动行走除雪设备的主机壳体的电加热保温材料。

优选的，所述电加热保温材料在所述自动行走除雪设备补充能量时通电加热，在所述自动行走除雪设备工作时进行保温。

优选的，所述加热保温装置包括至少部分覆盖所述自动行走除雪设备的能量模块和控制模块的电加热保温材料。

一种自动行走除雪设备，包括：

工作模块，用于执行自动行走除雪设备的具体工作；

行走模块，用于带动自动行走除雪设备在地面上行走；

能量模块，用于为自动行走除雪设备的工作模块和行走模块提供能量；

以及控制模块，控制模块用于控制自动行走除雪设备的工作模块和行走模块，使自动行 走设备在预设的边界内行走并工作；

所述自动行走除雪设备还包括定位导航模块，所述控制模块根据预设的边界的地图生成除雪路径以及定位导航模块提供的坐标数据控制自动行走除雪设备沿着除雪路径行走。

优选的，所述预设的边界的地图通过所述定位导航模块沿着工作区域的边界行走一圈形成的连续坐标构成。

优选的，所述预设的边界为沿着工作区域的边界设置的通电导线。

优选的，所述定位导航模块为GPS定位导航模块，所述自动行走除雪还包括检测模块，所述检测模块用于侦测自动行走除雪设备和所述通电导线的相对位置关系，所述控制模块根据检测模块检测到的信息航位推算出自动行走除雪设备的相对坐标，并根据GPS定位导航模块的坐标进行绝对定位和误差消除，得到自动行走除雪设备沿着通电导线的连续的坐标构成的所述预设的边界的地图。

优选的，定位导航模块构造为超宽带定位模块，预设的边界内或外设置至少两个超宽带标签，所述超宽带定位模块通过所述至少两个超宽带标签计算出所述自动行走除雪设备的两个位置的相对坐标，所述超宽带定位模块沿着工作区域的边界行走一圈形成的相对于两个超宽带标签的两个连续相对坐标，两个连续相对坐标构成所述预设的边界的地图。

优选的，所述预设的边界的地图通过在电子地图上人为圈定并导入控制模块后生成。

优选的，所述自动行走除雪设备还包括检测模块，所述检测模块用于自动行走除雪设备的倾角，所述定位导航模块能够在所述自动行走除雪设备沿着预设的区域行走时记录每个点的坐标值，所述检测模块记录每个点的倾角值，所述控制模块根据所述坐标值和所述倾角值生成3D形式的边界的地图。

优选的，所述除雪路径沿着平行于道路的延伸方向向一个方向除雪或者来回往复型除雪。

优选的，所述除雪路径沿着垂直于道路的延伸方向向一个方向除雪或者来回往复型除雪。

优选的，所述除雪路径包含至少一个堆雪点。

优选的，所述除雪路径包含固定的抛雪方向。

优选的，所述预设的边界的地图包括至少两种不同的区域，所述控制模块能够根据不同区域的标记执行不同的控制模式。

优选的，所述至少两种不同的区域包括至少一个除雪区域，以及路口区域、草地区域、孤岛区域、狭窄通道区域中的一个或多个。

优选的，所述控制模块默认除雪区域需要除雪，孤岛区域不需要除雪，其他区域可选择除雪。

优选的，所述至少两种不同的区域包括至少两个个除雪区域以及两个除雪区域之间的连接通道区域。

优选的，所述控制模块默认除雪区域需要除雪，连接通道区域可选择除雪。

优选的，所述自动行走除雪设备还包括工作报警装置，所述自动行走除雪设备进入设定区域和/或达到预设报警时间，所述控制模块控制工作报警装置发出警报。

一种自动行走除雪设备，包括：

工作模块，用于执行自动行走除雪设备的具体工作；

行走模块，用于带动自动行走除雪设备在地面上行走；

能量模块，用于为自动行走除雪设备的工作模块和行走模块提供能量；

以及控制模块，控制模块用于控制自动行走除雪设备的工作模块和行走模块，使自动行走设备在预设的区域内行走并工作；

所述自动行走除雪设备还包括检测模块，所述检测模块用于检测能量模块的能量值，并将能量值信息反馈给控制模块，当检测模块检测到的能量值达到或者低于预设值，所述控制模块控制自动行走除雪设备行走到预设地点补充能量。

优选的，所述能量模块包括可充电电池和充电连接结构，所述工作模块和充电连接结构分别设置于所述自动行走除雪设备的前后两侧，所述自动行走除雪设备除雪行走的方向为前进方向，所述自动行走除雪设备沿着与前进方向相反的后退方向行进到预设地点，并能够使充电连接结构与预设地点的充电结构对接。

优选的，所述能量模块包括可充电电池和无线充电接收装置，所述无线充电接收装置设置于所述自动行走除雪设备的底部，所述预设地点设置无线充电发射装置，所述可充电电池通过无线充电接收装置和无线充电发射装置的对接实现充电。

优选的，所述能量值的预设值包括至少两个，所述控制模块根据检测模块检测到的能量值达到或者低于的预设值的不同，控制自动行走除雪设备回归预设地点的路径方式不同。

优选的，所述预设值包括第一预设值和第二预设值，所述检测模块检测到的能量值达到或者低于第一预设值，所述控制模块控制自动行走除雪设备沿着预设的除雪路径行走回归并控制工作模块进行除雪，所述检测模块检测到的能量值达到或者低于第二预设值，所述控制 模块控制自动行走除雪设备沿着已完成除雪的路径行走回归。

一种自动行走除雪设备，包括：

工作模块，用于执行自动行走除雪设备的具体工作；

行走模块，用于带动自动行走除雪设备在地面上行走；

能量模块，用于为自动行走除雪设备的工作模块和行走模块提供能量；

以及控制模块，控制模块用于控制自动行走除雪设备的工作模块和行走模块，使自动行走除雪设备在预设的区域内行走并工作；

所述控制模块能够根据预设的区域生成除雪路径，并且在自动行走除雪设备行走完所有的除雪路径后控制自动行走除雪设备行走到预设地点。

一种自动行走除雪设备，包括：

工作模块，用于执行自动行走除雪设备的具体工作；

行走模块，用于带动自动行走除雪设备在地面上行走；

能量模块，用于为自动行走除雪设备的工作模块和行走模块提供能量；

以及控制模块，控制模块用于控制自动行走除雪设备工作模块和行走模块；所述工作模块包括活动配接于自动行走除雪设备的主机的工作头机构，所述工作头机构能够相对于自动行走除雪设备的主机运动以调整其相对于地面的距离。

优选的，所述工作头机构上设置滚轮装置，当支撑滚轮装置的地面与支撑主机的地面呈角度，所述滚轮装置能够被导向带动工作头机构相对于主机运动。

优选的，所述自动行走除雪设备还包括工作头机构高度调整机构，所述工作头机构高度调整机构包括驱动马达以及连接在驱动马达和工作头机构之间的传动机构，所述驱动马达能够被控制通过传动机构带动工作头机构相对于主机运动。

优选的，所述控制模块根据预设的控制模式控制驱动马达带动工作头机构相对于主体上升或者下降。

一种自动行走除雪设备，包括：

工作模块，用于执行自动行走除雪设备的具体工作；

行走模块，用于带动自动行走除雪设备在地面上行走；

能量模块，用于为自动行走除雪设备的工作模块和行走模块提供能量；

以及控制模块，控制模块用于控制自动行走除雪设备工作模块和行走模块；所述工作模 块包括用于收集地面上的雪并将雪朝一个方向抛出的工作头机构，所述自动行走除雪设备还包括用于调节抛雪方向的抛雪角度调节机构，所述抛雪角度调节机构与工作头机构连接，并根据控制模块的指令抛雪角度调节机构以调节抛雪方向。

优选的，所述控制模块根据自动行走除雪设备行进的方向改变指令抛雪角度调节机构调节抛雪方向。

优选的，所述自动行走除雪设备还包括障碍检测装置，所述障碍检测装置用于检测抛雪方向预设范围内的人、物，所述控制模块根据障碍检测装置检测到的信号指令抛雪角度调节机构调节抛雪方向。

优选的，所述工作头机构包括抛雪筒，所述抛雪角度调节机构包括转向马达以及连接在转向马达和抛雪筒之间的传动机构，所述转向马达能够被控制通过传动机构带动抛雪筒旋转以改变抛雪方向。

一种自动除雪系统，包括：

自动行走除雪设备以及控制自动行走除雪设备运行的遥控设备，所述自动行走除雪设备包括：

工作模块，用于执行自动行走除雪设备的具体工作；

行走模块，用于带动自动行走除雪设备在地面上行走；

能量模块，用于为自动行走除雪设备的工作模块和行走模块提供能量；

控制模块，控制模块用于控制自动行走除雪设备工作模块和行走模块；

所述自动行走除雪设备还包括监控模块以及通讯模块，

所述监控模块用于监测自动行走除雪设备周围的环境，所述通讯模块用于将所述监控模块监测到的信息传递给遥控设备，并且接收遥控设备发出的信号并将信号传递给控制模块，所述控制模块根据所述通讯模块接收到的信号控制行走模块和工作模块。

一种自动除雪系统，包括：

自动行走除雪设备以及控制自动行走除雪设备运行的遥控设备，所述自动行走除雪设备包括：

工作模块，用于执行自动行走除雪设备的具体工作；

行走模块，用于带动自动行走除雪设备在地面上行走；

能量模块，用于为自动行走除雪设备的工作模块和行走模块提供能量；

控制模块，控制模块用于控制自动行走除雪设备工作模块和行走模块；

以及通讯模块，用于接收遥控设备发出的信号并将信号传递给控制模块；所述遥控设备包括用于输入/输出信息的操作面板，所述控制模块能够根据所述通讯模块接收到的用户在遥控设备上输入的工作区域的尺寸信息自动生成除雪路径，并根据生成的除雪路径控制行走模块和工作模块。

优选的，所述自动行走除雪设备还包括检测模块，所述检测模块用于检测自动行走除雪设备的行走方向并将检测到的方向数据传递给控制模块，控制模块根据接收到的方向数据与预设路径的方向数据进行比较，当两个数据不一致时控制行走模块调整行走方向。

优选的，所述检测模块包括电子罗盘或陀螺仪。

优选的，所述自动行走除雪沿着除雪路径的起点位置设置为坐标原点，所述控制模块根据行走模块的行走速度和行走时间计算自动行走除雪设备的行走距离，当行走距离达到输入的工作区域的尺寸即控制行走模块转向。

优选的，所述遥控设备的操作面板上能够输入自动行走除雪设备行走信息，所述控制模块根据所述通讯模块接收到的遥控设备输出的行走信号控制行走模块。

一种如前所述的自动行走除雪设备的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：

1)在遥控设备的操作面板上输入的工作区域的尺寸信息；

2)通过遥控设备让自动行走除雪设备行走到工作区域；

3)控制模块根据输入的工作区域的尺寸信息生成除雪路径；

4)控制模块控制工作模块和行走模块沿着生成的除雪路径除雪。

优选的，所述控制方法还包括将所述自动行走除雪设备沿着除雪路径的起点位置设置为坐标原点。

优选的，所述控制方法还包括将在所述自动行走除雪设备走完除雪路径，所述控制模块控制行走模块使自动行走除雪设备回到起点位置。

优选的，所述生成的除雪路径包括多个，可通过用户选择或者系统默认的方式确定最终的除雪路径。

一种自动除雪系统，包括：

自动行走除雪设备以及监控自动行走除雪设备运行的监控设备，所述自动行走除雪设备 包括：

工作模块，用于执行自动行走除雪设备的具体工作；

行走模块，用于带动自动行走除雪设备在地面上行走；

能量模块，用于为自动行走除雪设备的工作模块和行走模块提供能量；

控制模块，控制模块用于控制自动行走除雪设备工作模块和行走模块；

所述自动行走除雪设备还包括通讯模块，

所述确定所述自动行走除雪设备的工作区域的地图，并且监控所述自动行走除雪设备是否在工作区域内行走，所述通讯模块用于将所述监控模块监测到的信息传递给控制模块，所述控制模块根据所述通讯模块接收到的信号控制行走模块和工作模块。

一种自动除雪系统，包括：

自动行走除雪设备以及用于限制自动行走除雪设备的工作区域的界限，所述自动行走除雪设备包括：

工作模块，用于执行自动行走除雪设备的具体工作；

行走模块，用于带动自动行走除雪设备在地面上行走；

能量模块，用于为自动行走除雪设备的工作模块和行走模块提供能量；

控制模块，控制模块用于控制自动行走除雪设备工作模块和行走模块；

所述界限能够被设定为多种标记，所述控制模块界限的标记执行与该标记相应的控制模式。

优选的，所述多种标记对应的控制模式包括沿着预设路径行走并除雪模式、沿着预设路径行走模式、按照预设的高度除雪模式，无需除雪模式中的一个或多个。

一种自动除雪系统，包括：

自动行走除雪设备以及用于自动行走除雪设备停泊或者补充能量的停靠站，所述自动行走除雪设备包括：

工作模块，用于执行自动行走除雪设备的具体工作；

行走模块，用于带动自动行走除雪设备在地面上行走；

能量模块，用于为自动行走除雪设备的工作模块和行走模块提供能量；

控制模块，控制模块用于控制自动行走除雪设备工作模块和行走模块；

所述停靠站包括能够在打开和关闭两个状态之间转换的门，所述门能够随着自动行走除 雪设备进入停靠站而关闭以将自动行走除雪设备封闭在停靠站内。

优选的，所述门通过偏压机构保持在打开的状态，所述自动行走除雪设备进入停靠站的运动能够克服偏压机构的抵压力使门转换到关闭状态。

优选的，所述停靠站设置检测装置以及用于控制门打开和关闭的自动控制装置，所述检测装置检测到自动行走除雪设备向停靠站的方向运动，所述自动控制装置即控制门打开供自动行走除雪设备进入。

一种自动除雪系统，包括：

自动行走除雪设备以及用于自动行走除雪设备停泊或者补充能量的停靠站，所述自动行走除雪设备包括：

工作模块，用于执行自动行走除雪设备的具体工作；

行走模块，用于带动自动行走除雪设备在地面上行走；

能量模块，用于为自动行走除雪设备的工作模块和行走模块提供能量；

控制模块，控制模块用于控制自动行走除雪设备工作模块和行走模块；

所述停靠站包括基座以及连接在基座上的外盖，所述外盖上设置扫雪装置，所述扫雪装置能够在所述自动行走除雪设备进入停靠站而被触发以清除自动行走除雪设备顶部的积雪。

优选的，所述扫雪装置包括设置在外盖边缘的滚刷，所述滚刷能够围绕平行于地面的轴线旋转。

优选的，所述扫雪装置包括设置在外盖边缘的多个排刷，所述多个排刷能够围绕与地面呈角度的轴线旋转。

一种自动除雪系统，包括：

自动行走除雪设备以及用于自动行走除雪设备停泊或者补充能量的停靠站，所述自动行走除雪设备包括：

工作模块，用于执行自动行走除雪设备的具体工作；

行走模块，用于带动自动行走除雪设备在地面上行走；

能量模块，用于为自动行走除雪设备的工作模块和行走模块提供能量；

控制模块，控制模块用于控制自动行走除雪设备工作模块和行走模块；

所述停靠站包括基座以及连接在基座上的外盖，所述停靠站还包括加热保温装置，所述加热保温装置用于给进入所述停靠站的自动行走设备加热保温。

优选的，所述加热保温装置包括热风机、电炉、电暖气中的一种或者多种。

优选的，所述加热保温装置包括设置于停靠站的外侧壁或外盖或底部的电加热保温材料。

优选的，所述电加热保温材料构造碳晶地暖材料，所述碳晶地暖材料嵌入所述基座底部。

一种用于自动行走设备停泊或者补充能量的停靠站，包括：基座以及连接在基座上的外盖，所述外盖能够相对于基座在打开和关闭两个状态之间转换，所述外盖随着自动行走设备进入停靠站而关闭以将自动行走设备封闭在停靠站内。

优选的，所述外盖通过偏压机构保持在打开的状态，所述自动行走除雪设备进入停靠站的运动能够克服偏压机构的抵压力使外盖转换到关闭状态。

优选的，所述停靠站设置检测装置以及用于控制外盖打开和关闭的自动控制装置，所述检测装置检测到自动行走除雪设备向停靠站的方向运动，所述自动控制装置即控制外盖打开供自动行走除雪设备进入。

一种用于自动行走设备停泊或者补充能量的停靠站，包括：基座以及连接在基座上的外盖，所述停靠站还包括加热保温装置，所述加热保温装置用于给进入所述停靠站的自动行走设备加热保温。

优选的，所述加热保温装置包括热风机、电炉、电暖气中的一种或者多种。

优选的，所述加热保温装置包括设置于停靠站的外侧壁或外盖或底部的电加热保温材料。

优选的，所述电加热保温材料构造碳晶地暖材料，所述碳晶地暖材料嵌入所述基座底部。

一种用于自动行走设备停泊或者补充能量的停靠站，包括：基座以及连接在基座上的外盖，所述外盖上设置扫雪装置，所述扫雪装置能够在所述自动行走设备进入停靠站而被触发以清除自动行走除雪设备顶部的积雪。

优选的，所述扫雪装置包括设置在外盖边缘的滚刷，所述滚刷能够围绕平行于地面的轴线旋转。

优选的，所述扫雪装置包括设置在外盖边缘的多个排刷，所述多个排刷能够围绕与地面呈角度的轴线旋转。

一种自移动设备控制方法，自移动设备上设置有可转向的抛物装置以及数个各自对应不同探测位置的障碍物传感器，所述方法包括：接收所述数个障碍物传感器的信号；根据所接收的障碍物传感器的信号判断与当前抛物方向相对应的障碍物传感器是否探测到障碍物；当与当前抛物方向相对应的障碍物传感器探测到障碍物时，控制抛物装置转向，使得抛物方向 为未探测到障碍物且是所述自移动设备未处理的区域的方向。

优选的，所述将所述抛物方向设置为未探测到障碍物且是所述自移动设备未处理的区域的方向的步骤包括：

判断除与当前抛物方向相对应的障碍物传感器以外的障碍物传感器是否探测到障碍物；

如果有障碍物传感器未探测到障碍物，则判断与该未探测到障碍物的障碍物传感器相对应的方向是否指向所述自移动设备未处理的区域；

如果与该未探测到障碍物的障碍物传感器相对应的方向指向所述自移动设备已处理的区域，则继续判断直至判断出其中一个障碍物传感器未探测到障碍物且与该障碍物传感器相对应的方向指向所述自移动设备未处理的区域，并将相应方向设置为所述抛物方向。

优选的，所述方法还包括：如果所有的障碍物传感器均探测到障碍物，或者与未探测到障碍物的障碍物传感器相对应的方向均是所述自移动设备已处理的区域的方向，则控制所述自移动设备停机预设时间后，继续执行根据所接收的障碍物传感器的信号判断与当前抛物方向相对应的障碍物传感器是否探测到障碍物的步骤。

优选的，若所述自移动设备停机预设时间后，所有的障碍物传感器均探测到障碍物，或者与未探测到障碍物的障碍物传感器相对应的方向均是所述自移动设备已处理的区域的方向，则控制所述自移动设备后退预设距离后，重新规划该自移动设备的行走路径。

优选的，所述方法还包括：

在所述自移动设备行走前，设置所述抛物装置的初始抛物方向为第一方向；

接收所述数个障碍物传感器的信号；

根据所接收的障碍物传感器的信号判断与初始抛物方向相对应的障碍物传感器是否探测到障碍物；

如果与初始抛物方向相对应的障碍物传感器探测到障碍物，则将所述抛物方向设置为与未探测到障碍物的障碍物传感器相对应的方向。

优选的，所述自移动设备为扫雪机。

优选的，所述障碍物传感器为超声波传感器。

本发明还提供一种自移动设备控制系统，自移动设备上设置有可转向的抛物装置以及数个各自对应不同探测位置的障碍物传感器，所述系统包括：

信号接收模块，接收所述数个障碍物传感器的信号；

信号处理模块，该信号处理模块的输入端与所述信号接收模块的输出端相连接，该信号处理模块用于根据所接收的障碍物传感器的信号判断与当前抛物方向相对应的障碍物传感器是否探测到障碍物；

信号输出模块，该信号输出模块的输入端与所述信号处理模块的输出端相连接，该信号输出模块用于当与当前抛物方向相对应的障碍物传感器探测到障碍物时，使抛物装置转向，使得抛物方向为未探测到障碍物且是所述自移动设备未处理的区域的方向。

优选的，所述信号处理模块包括：障碍物传感器判断单元，该障碍物传感器判断单元的输入端与所述信号接收模块的输出端相连接，该障碍物传感器判断单元用于判断除与当前抛物方向相对应的障碍物传感器以外的障碍物传感器是否探测到障碍物；区域判断单元，该区域判断单元的输入端与所述障碍物传感器判断单元的输出端相连接，该区域判断单元用于在有障碍物传感器未探测到障碍物时，判断与该未探测到障碍物的障碍物传感器相对应的方向是否指向所述自移动设备未处理的区域。

优选的，所述信号输出模块还用于在所有的障碍物传感器均探测到障碍物，或者与未探测到障碍物的障碍物传感器相对应的方向均是所述自移动设备已处理的区域的方向时，控制所述自移动设备停机预设时间后，再根据所接收的障碍物传感器的信号判断与当前抛物方向相对应的障碍物传感器是否探测到障碍物。

优选的，当所述自移动设备停机预设时间后，所有的障碍物传感器均探测到障碍物，或者与未探测到障碍物的障碍物传感器相对应的方向均是所述自移动设备已处理的区域的方向，则控制所述自移动设备后退预设距离后，重新规划该自移动设备的行走路径。

优选的，所述障碍物传感器为超声波传感器。

优选的，所述自移动设备为扫雪机。

本发明还提供一种抛雪方法，包括步骤：

获取抛雪时风的风向；

获取当前的抛雪方向；

获取所述风向与抛雪方向之间的角度差异；

调整所述抛雪方向，使抛雪方向与风向之间的角度差异在预定范围内。

优选的，使抛雪方向与风向之间的角度差异在预定范围内的步骤包括：将所述抛雪方向调整为与风向一致。

优选的，所述调整所述抛雪方向为：旋转抛雪机构以改变抛雪方向。

优选的，所述抛雪方法进一步包括以下步骤：

当风向改变时获取风向改变后风的风力；

判断所述风力是否超过预定阀值；

判断为是，进入所述调整所述抛雪方向，使抛雪方向与风向之间的角度差异在预定范围内的步骤，判断为否，保持所述抛雪方向不变。

优选的，其中所述判断为否，保持所述抛雪方向不变包括：加大雪被抛出时的初速度，保持所述抛雪方向不变。

优选的，所述获取抛雪时风的风向的步骤包括：

获取预定时间段内的多个风向的风的风力及风向；

选取最大风力的风的风向；

将所述最大风力的风向作为抛雪时风的风向。

优选的，所述抛雪方法进一步包括步骤：

判断所述最大风力是否超过预定阀值；

判断为是，则将所述最大风力的风向作为抛雪时风的风向，判断为否时，任意选取一个风向或不选取任何风向作为所述抛雪时风的风向。

本发明还提供一种抛雪系统，包括：

风向获取模块，用以获取抛雪时风的风向；

抛雪方向检测模块，用以获取当前的抛雪方向；

角度判断模块，用以获取所述风向与抛雪方向之间的角度差异；

抛雪方向控制模块，用以调整所述抛雪方向，使抛雪方向与风向之间的角度差异在预定范围内。

优选的，所述调整所述抛雪方向，使抛雪方向与风向之间的角度差异在预定范围内包括：将所述抛雪方向调整为与风向一致。

优选的，所述调整所述抛雪方向为：旋转抛雪机构以改变抛雪方向。

优选的，所述风向获取模块还用于：获取风向改变后的风力；判断所述风力是否超过预定阀值。

优选的，所述抛雪方向控制模块还用以：加大雪被抛出时的初速度，保持所述抛雪方向 不变。

优选的，所述风向获取模块还用于：

获取预定时间段内的多个风向的风力及风向；

选取最大风力的风向；

将所述最大风力的风向作为抛雪时风的风向。

优选的，所述风向获取模块还用于：

判断所述最大风力是否超过预定阀值；

判断为是，则将所述最大风力的风向作为抛雪时风的风向，判断为否时，任意选取一个风向作为所述抛雪时风的风向。

本发明还提供一种抛出的雪或夹杂物不会对人或物造成伤害的自动行走除雪设备，即抛出物具有安全能量的自动行走除雪设备。具体的，一种自动行走除雪设备，包括：行走模块，驱动除雪设备移动；工作模块，包括工作马达和由工作马达驱动的抛雪机构，所述抛雪机构在工作马达的驱动下收集地面的积雪以及夹杂物并抛出抛雪机构；控制模块，配置为控制工作马达的转速使夹杂物离开抛雪机构时的速度不高于41m/s。

优选的，所述夹杂物离开抛雪机构时的速度不高于20m/s。

优选的，所述夹杂物离开抛雪机构时的速度为17.8m/s±1m/s。

优选的，所述夹杂物离开抛雪机构时的速度为16.8m/s±1m/s。

优选的，所述夹杂物离开抛雪机构时的速度为14.2m/s±1m/s。

优选的，所述夹杂物离开抛雪机构时的速度为12.5m/s±1m/s。

本发明还提供另外一种抛出的雪或夹杂物不会对人或物造成伤害的自动行走除雪设备，即抛出物具有安全能量的自动行走除雪设备。具体的，一种自动行走除雪设备，包括：行走模块，驱动除雪设备移动；工作模块，包括工作马达和由工作马达驱动的抛雪机构，所述抛雪机构在工作马达的驱动下收集地面的积雪以及夹杂物并抛出抛雪机构；控制模块，配置为控制工作马达的转速使夹杂物离开抛雪机构时的冲量不高于0.041Kg·m/s。

优选的，所述夹杂物离开抛雪机构时的冲量不高于0.02Kg·m/s。

优选的，所述夹杂物离开抛雪机构时的冲量为0.0178Kg·m/s±0.001Kg·m/s。

优选的，所述夹杂物离开抛雪机构时的冲量为0.0168Kg·m/s±0.001Kg·m/s。

优选的，所述夹杂物离开抛雪机构时的冲量为0.0142Kg·m/s±0.001Kg·m/s。

优选的，所述夹杂物离开抛雪机构时的冲量为0.0125Kg·m/s±0.001Kg·m/s。

优选的，所述抛雪机构包括绕中心轴线转动的刮雪组件，所述工作马达驱动所述组件转动从而将地面的积雪以及夹杂物收集到抛雪机构，所述刮雪组件的最大线速度不高于41m/s。

优选的，所述刮雪组件的半径不大于0.085m，所述刮雪组件的转速不大于2000r/min。

优选的，所述刮雪组件的转速为2000r/min至1400r/min。

优选的，所述刮雪组件的半径不大于0.1m，所述刮雪组件的转速不大于1600r/min。

本发明还提供能够自动避开障碍物进行抛雪的除雪设备，所述除雪设备包括：工作模块，配置为执行除雪设备的具体工作，包括抛雪导向组件，引导所述工作模块朝所述抛雪组件正对的方向抛雪；行走模块，配置为带动除雪设备在地面上移动；检测模块，包括障碍传感组件，检测所述除雪设备所处的外部环境是否存在障碍物；控制模块，配置为根据检测模块传递的信号控制工作模块和行走模块使得工作模块不向存在障碍物的方向抛雪。

优选的，所述抛雪导向组件的导向可以调节，所述障碍传感组件配置为检测抛雪导向组件正对方向上是否有障碍物，控制模块根据障碍传感组件传递的信号判断抛雪组件正对方向上有障碍物时，控制抛雪导向组件改变导向。

优选的，所述障碍传感组件还配置为检测所述除雪设备所处的外部环境中的其他数个方向上是否有障碍物，控制模块根据障碍传感组件传递的信号控制抛雪导向组件该变导向使其正对无障碍物的区域所在的方向。

优选的，所述检测模块还进一步包括地面状态识别组件，所述地面状态识别组件识别所述除雪设备所处的地面的除雪状态，控制模块根据地面状态识别组件和障碍传感组件传递的信号控制抛雪导向组件改变导向使其正对无障碍物且未除雪的区域所在的方向。

优选的，所述障碍传感组件配置为检测抛雪导向组件的正对方向上是否有障碍物，控制模块根据障碍传感组件传递的信号判断抛雪导向组件正对方向上有障碍物时，控制所述除雪设备停机预设时间，然后再次判断抛雪导向组件正对方向上是否有障碍物，当判断结果为否时，控制所述除雪设备继续工作。

优选的，所述控制模块再次判断抛雪导向组件正对方向上有障碍物时，重新规划所述除雪设备的行走路径。

本发明还提供一种能够智能调节抛雪方向的除雪设备，所述除雪设备包括：工作模块，配置为执行除雪设备的具体工作，包括抛雪导向组件，引导所述工作模块朝所述抛雪组件正 对的方向抛雪，所述抛雪导向组件的导向可调节；行走模块，配置为带动除雪设备在地面上移动；检测模块，配置为检测所述除雪设备所处的外部环境的环境参数和/或所述除雪设备的内部参数；控制模块，配置为根据检测模块传递的信号控制抛雪导向组件改变导向。

优选的，所述环境参数包括风向，所述控制模块根据检测模块传递的信号控制抛雪导向组件的正对方向与风向之间的角度差异在预定范围内。

优选的，所述环境参数包括抛雪导向组件正对方向上是否有障碍物，所述控制模块根据检测模块传递的信号判断抛雪导向组件正对方向上有障碍物时，控制抛雪导向组件改变导向。

本发明的自动行走除雪设备在进行工作的时候无需操作者亲自操作，也无需操作者一直监控，具有自动工作能力，节省人力，并且能够在雪后迅速铲除积雪，从而方便人们出行。

附图说明

图1是本发明优选的第一实施例中的自动行走除雪设备的主视图；

图2是图1中的自动行走除雪设备的俯视图；

图3是图1中的自动行走除雪设备的系统框架图；

图4是图1中的自动行走除雪设备的抛雪工作头浮动的示意图；

图5是图1中的自动行走除雪设备的抛雪工作头的抛雪管旋转的示意图；

图6是图5中的抛雪工作头的抛雪管旋转的俯视示意图；

图7是图1中的自动行走除雪设备实现自动工作的系统框架图；

图8是图7中的自动工作的除雪机的其中一种除雪路径图；

图9是图7中的自动工作的除雪机的另一种除雪路径图；

图10是图7中的自动工作的除雪机的再一种除雪路径图；

图11是本发明优选的第二实施例中的除雪机的系统框架图；

图12是图11中的除雪机与界限和停靠站构成的除雪系统的示意图；

图13是图12中的停靠站的示意图，此时除雪机未进入停靠站；

图14是图12中的停靠站的示意图，此时除雪机进入停靠站并通过电极对接充电；

图15是图12中的停靠站的示意图，此时除雪机进入停靠站并通过无线充电；

图16是图12中的停靠站设置扫雪装置的其中一种方案的示意图；

图17是图12中的停靠站设置扫雪装置的另一种方案的示意图；

图18是本发明优选的第二实施例中的除雪机设置雪检测装置的第一种方案的示意图；

图19是本发明优选的第二实施例中的除雪机设置雪检测装置的第二种方案的示意图；

图20是本发明优选的第二实施例中的除雪机设置雪检测装置的第三种方案的示意图；

图21是本发明优选的第二实施例中的除雪机设置雪检测装置的第四种方案的示意图；

图22是图12中的除雪机采用导航定位的方式来设定工作区域的示意图；

图23是图22中的除雪机的工作区域的示意图；

图24是图12中的除雪机采用可拆卸的定位导航装置的示意图；

图25是图24中的除雪机的定位导航装置的系统框架图；

图26是需要除雪的用户的房屋周围环境的示意图；

图27是根据图26的房屋周围环境生成的工作区域的示意图；

图28是图26中是房屋周围环境的特殊区域设定的示意图；

图29是根据图27中的工作区域设定的除雪路径的示意图；

图30是本发明优选的实施例中的除雪机的除雪模式为抛雪，抛雪的第一种路径的示意图；

图31是本发明优选的实施例中的除雪机的除雪模式为抛雪，抛雪的第二种路径的示意图；

图32是本发明优选的实施例中的除雪机的除雪模式为扫雪时，扫雪的第一种路径的示意图；

图33是本发明优选的实施例中的除雪机的除雪模式为扫雪，扫雪的第二种路径的示意图；

图34是本发明优选的实施例中的除雪机的除雪模式为扫雪，扫雪的第三种路径的示意图；

图35是本发明优选的实施例中的除雪机的除雪模式为推雪，推雪的第一种路径的示意图；

图36是本发明优选的实施例中的除雪机的除雪模式为推雪，推雪的第二种路径的示意图；

图37是本发明优选的实施例中的除雪机的除雪模式为推雪，推雪的第三种路径的示意图；

图38是本发明优选的实施例中的除雪机的坡道中的倾角状态变化的示意图；

图39是本发明优选的第二实施例中的除雪机的回归充电的第一种路径的示意图；

图40是本发明优选的第二施例中的除雪机的回归充电的第二种路径的示意图；

图41是图22中的除雪机采用采用闭环边界线的方式来生成工作区域的栅格地图示意图，将地图用栅格的形式表示；

图42是图41中除雪机沿边界运行图，通过该方式确定地图的大小与参数；

图43是图41中除雪机的存储单元地址映射图，表示地图数据与存储单元地址的映射关系；

图44是图22中的除雪机采用采用UWB超宽带的方式来生成工作区域的原理示意图；

图45是图22中的除雪机的UWB超宽带的定位系统中具有两个超宽带标签时的原理示意图；

图46是图22中的除雪机的UWB超宽带的定位系统中具有三个超宽带标签时的原理示意图；

图47为图22中的除雪机通过超宽带测距原理示意图；

图48图22中超宽带测距的Trilaterate算法定位原理示意图；

图49本发明优选的第三实施方式的除雪机采用采用远程图像提取的方式来生成工作区域地图的示意图；

图50是图49中的除雪机生成工作区域地图的示意图；

图51本发明优选的第四实施方式的除雪机采用三维极坐标方案的边界设定的示意图；

图52是图51中的除雪机通过三维极坐标方案的激光测距以及角度测量的原理图；

图53是图51中的除雪机通过三维极坐标方案追踪除雪机特征标志的一帧图像的示意图；

图54是本发明优选的实施例中的除雪机的卫星信号接收不良时的第一种解决方案的示意图；

图55是本发明优选的实施例中的除雪机安装扫雪工作头的主视图；

图56是本发明优选的实施例中的除雪机安装推雪工作头的主视图；

图57是图56中的除雪机的俯视图；

图58是本发明优选的实施例中的除雪机自动识别工作头的示意图；

图59是本发明优选的实施例中的除雪机主机保温方案的示意图；

图60是本发明优选的实施例中的除雪机主机中重要模块保温方案的示意图；

图61为一实施例中自移动设备控制方法的示意图；

图62为一实施例中自移动设备的示意图；

图63为图61的实施例中步骤S106的处理流程图；

图64为图61的实施例中步骤S106的另一处理流程图；

图65为图64中的所示的实施例中的控制自移动设备停机预设时间的步骤后的处理流程图；

图66为一实施例中自移动设备控制系统的结构示意图；

图67为一实施例的抛雪方法的流程示意图；

图68为一实施例的抛雪系统的结构框图；

具体实施方式

本发明具体实施方式的自动行走除雪设备可以是自动扫雪机，自动抛/扬雪机、自动推/铲雪机以及它们之间的组合等，它们自动行走于工作区域的地面或表面上，进行扫雪、抛雪、或推雪等清除冰雪的工作，也可以认为是具有自动工作能力的除雪机，这里的自动工作能力指的是除雪机在进行除雪工作的时候，无需用户亲自操作，无需用户一直遥控或者一直监控，用户只需完成相关的设定，就可以进行其他的工作，除雪机自动执行相关的程序。

如图1至图10所示，自动行走除雪设备优选的第一实施例为自动抛雪机，这里把自动抛雪机、自动扫雪机以及自动推雪机统称为除雪机。用于抛雪的除雪机包括工作模块、行走模块、能量模块、控制模块、检测模块等。

工作模块用于执行除雪机的具体工作任务，其包括抛雪机构140以及驱动抛雪机构140进行工作的工作马达等，这里的抛雪机构140即作为工作头机构，当然工作模块还包括抛雪角度调节机构等优化或调整除雪效果的部件。

如图4所示，抛雪机构140包括刮雪组件142、抛雪组件144以及驱动刮雪组件142和抛雪组件144工作的马达146，刮雪组件142可以是螺旋状的集雪轮，如搅龙，搅龙速度优选的小于100r/min,最优的是小于50r/min，能够更有效的集雪。抛雪组件144包括抛雪轮1442和抛雪筒1444，抛雪轮1442可以是离心式风扇，由集雪轮沿图示箭头方向旋转将雪收集到一个腔体内，腔体内的离心式风扇利用高速旋转时的离心力将积雪由抛雪筒1444抛出。抛雪轮的转速最好在1000-5000转/分钟，优选的在2500-3500转/分钟。其中刮雪组件142和抛雪组件144可以采用一个马达驱动，也可以通过不同的马达驱动。如图中一个马达146通过传动机构148带动前端刮雪组件142，同时带动离心式风扇转动。传动机构146可以是锥齿轮机构、涡轮蜗杆机构等。

除雪机100的检测模块可以包括两部分，一部分为用于侦测除雪机100的外部环境，具体可能包括距离、角度，方位中的一种或几种，或者是用于检测人、动物、移动的物体、障碍、天气状况(如雨、雪等)等除雪机100工作时其周围环境状况，包括各种环境传感器，如湿度传感器，温度传感器，加速度传感器，光线传感器等，这些传感器可以帮助除雪机100判断工作环境，以执行相应的程序。另一部分为用于检测抛雪机的内部参数，如能量多少的检测、行走距离的检测等等。

抛雪时，需要注意抛雪的安全，防止抛出的雪抛到人、动物等而造成伤害。因此，检测模块需要包括障碍检测装置。参考图5和图6，本实施例中，抛雪筒1444的出雪口位置设置障碍检测传感器1448，即障碍检测传感器1448用于实时检测抛雪方向的区域是否有人、动物或者其他障碍等，障碍检测传感器1448可以是超声波传感器、红外线传感器、激光传感器等等,当障碍检测传感器1448检测到抛雪方向一定的范围内有障碍物时，能够自动的改变抛雪口的朝向，从而改变抛雪方向。具体的，抛雪筒1444可转动的套接在抛雪轮1442的出口管上，抛雪筒1444的一侧设置转向马达1449，转向马达1449和抛雪筒1444之间设置一对齿轮，转向马达1449通过一对齿轮带动抛雪筒1446旋转。其中，转向马达1449的转向和转速通过控制模块来控制，控制模块可以根据障碍检测传感器1448检测到的信号来控制转向马达1449，也可以基于其他条件来控制转向马达1449，比如除雪机行走方向改变但是抛雪方向不变的时候，需要控制模块来控制转向马达1449驱动抛雪筒1444旋转以保持原来的抛雪方向。

参考图1、2和图4所示，为了实现抛雪机构等工作头机构的稳定支撑，工作头机构上安装有滚轮装置162，优选的，滚轮装置162设置两个，位于工作头机构沿着除雪机100行进方向的两侧，在除雪机100在地面行走时，能够支撑工作头机构，并且由于滚动的支撑，减小了除雪机100的主机110带动工作头机构前进的阻力，节省能量。并且由于工作头机构与主机110之间为枢转连接，当除雪机100行走在上坡或者下坡的坡道时，工作头机构由于滚轮装置162的支撑，会相对于主机110提前上升或者下降一个角度，能够防止工作头机构抵住地面或者距离地面高而不能完全清除积雪。

参考图4，本实施例中工作头机构相对于地面的距离还可以是可调节的，即工作头机构可浮动。当除雪机100的行走路径中有一段不需要除雪，或者只需要除去表面一定厚度的雪而不是全部，也有可能除雪机100需要越过一些障碍等，这些情形中，需要将工作头机构抬起距离地面一定的距离。根据前述工作头机构与主机110为枢转连接，可以在主机110上设置一个驱动马达，通过驱动马达带动工作头机构相对主机110枢转，从而工作头机构相对于地面的距离就可以被调整。在其他一些可实施的方式中，可以将工作头设置成能够相对于主机上下移动的，同样可以通过一个驱动马达带动旋转-直线转换机构即可实现工作头的上下移 动。驱动马达的控制可由控制模块来实现，即控制模块通过控制驱动马达的转速、转向以及旋转的时间等即可实现对工作头相对于地面的距离进行调整。

继续参照图1、图2和图4，行走模块用于带动除雪机在工作区域的地面或表面上行走，行走模块由履带行驶组件180以及驱动履带行驶组件的行走马达182组成。履带行驶组件180主要包括连接行走马达的驱动轮184、从动轮186以及连接在驱动轮和从动轮上的履带188，履带188及其对应的驱动轮184、从动轮186分别设置两个，位于除雪机的两侧。行走马达182设置两个，分别驱动对应两侧的驱动轮184，其中驱动轮184可以是前轮，也可以是后轮。当然，也不一定是两个驱动轮，多个驱动轮每个轮子都有马达控制，这样在雨雪天行走能力更强，比如汽车的四驱。履带188优选为橡胶履带，其具有牵引力大、振动小、噪声低、湿地通过性能好、不损伤路面、速度快、质量小等特点，而且橡胶履带能改善机械的行驶性能,扩大机械作业范围，另外还具有转向灵活和在复杂地形上通过能力强等优点。当然，行走模块还可以由安装在除雪机上的轮组和驱动轮组的行走马达组成。轮组包括连接行走马达的驱动轮和主要起辅助支撑作用的辅助轮，驱动轮的数量为两个，位于除雪机的后部，至少一个驱动轮连接有一个行走马达，辅助轮的数量为一个或两个，位于除雪机的前部。履带行走相比轮式行走，其支撑面积大，接地比压小，适合在松软或泥泞场地进行作业，下陷度小，滚动阻力也小，通过性能较好。而且履带支撑面上有履齿，不易打滑，牵引附着性能好，有利于发挥较大的牵引力。而轮式行走相比履带行走，结构简单，重量轻，运动惯性小，缓冲性能好，而且耐磨损，成本低，寿命长，机动性能较好。当然，行走模块也可以是履带行驶系和轮式系的结合，即除雪机的前端为履带系，可以爬坡、下坡抓地、防打滑等，后端为轮系，可以减轻重量，提高机动性能等。为获得更好的清扫质量，行走模块的行走速度小于70米/分，优选为15-30米/分。

上述工作模块及行走模块分别由不同的马达驱动，这些马达由能源模块供电，行走模块两个驱动轮184各自独立连接一个行走马达，通过控制两个行走马达以同样速度同向转动或者以不同的速度转动或异向转动，从而使抛雪机沿直线行走或者转向。行走模块也可以是两个驱动轮由一个行走马达驱动，而通过另外一个转向马达控制支撑轮实现转向。通过使用多个马达，使得各个系统可以单独控制，简化了传动系统的结构。上述马达优选为电动马达，当然，根据提供能量的能源不同，气动马达、液动马达、发动机等可以交替地使用，也可以是与电动马达的组合。

能量模块用于为抛雪机的各项工作提供能量，如电能、液压动力、汽油、柴油、天然气等等，能量模块可以是只为行走模块提供能量，比如推雪的时候，工作头不需要被马达驱动，也可以是只为行走模块和工作模块两者提供能量，而控制模块由单独的电池提供能量等等。本发明优选的能量模块包括可充电电池170和充电连接结构，充电连接结构通常为可露出于除雪机外的充电电极片。可充电电池170优选为锂电池，当然，如果通过无线充电，这里的充电连接也可以是无线充电接收装置。另外，能量模块还可以是光伏电池，即通过太阳能来充电。因此，各个模块的能量供应具有多种选择，如耗能大的行走模块和/或工作模块由汽油、柴油、天然气等能源提供能量，而控制模块采用电池(包括一次电池、可充电电池、光伏电池等)提供能量。根据抛雪机的工况及耗能，工作模块和模块所用的总功率在200瓦到3000瓦之间，当然工况复杂或者大区域的工作，总功率可以更高，比如5000瓦。

控制模块用于控制抛雪机的自动行走和工作，是抛雪机的核心部件，它执行的功能包括控制工作模块启动工作或停止，生成行走路径并控制行走模块依照行走，判断能量模块的电量并及时指令抛雪机返回充电等等。控制模块通常包括控制器和存储器以及其它外围电路。控制器可以执行硬件指令，例如，通过在一个通用或专用处理器执行存储在处理器可读的存储介质(磁盘，内存等)的程序指令。控制器从存储器中读取指令，并执行这些指令来控制除雪机的操作。控制器可以使用任何可用的处理器，常用的处理器如单片机、微处理器(DSP)、ARM处理器、可编程逻辑电路(PLC)等等。存储器可以使用任何常用的技术如计算机可读存储器ROM、RAM、SRAM、DRAM、FLASH、DDRSDRAM实现，或一些其他的存储技术。控制模块设置有根据各种信息、工况等如何执行工作的演算法，或者说是计算机程序，执行这些演算法或者程序来控制抛雪机的操作。

除了上述模块，除雪机还包括容纳和安装各个模块的壳体、供使用者输入一些设定的信息的输入模块，比如操作面板，或者远程输入设定信息的遥控设备(如手机、IPAD、笔记本电脑、遥控器等等)，即人机交互模块等。

本实施例的除雪机100可以自动的在工作区域内进行除雪工作，其工作路径不能是随机的，因此，除雪机的行走路径必须是有规划的，这种规划可以通过两种方式实现，一种为人机控制的方式，如遥控操作、操作面板上设定等等。图7所示，除雪机100的系统构成包括工作模块、行走模块、能量模块、控制模块、检测模块以及人机交互模块，其中人机交互模块具有通讯单元，可以接收如遥控器、SMARTPHONE、IPAD等智能设备发出的控制信号， 这些控制信号被传送到除雪机的控制器，控制器可以控制除雪机前进后退转向等。另外，除雪机100上可以装有摄像头，这样用户可以在室内遥控。如果没有安装摄像头，用户可以通过直接观测遥控。上述遥控方式的除雪机不需要检测模块，此种方式比较简单，但是需要用户一直操作。

本实施例中优选的通过人机控制的方式是用户遥控使除雪机100行进到工作区域的起点，然后通过一些设定使除雪机100自动行走工作。这些设定可以是设定除雪机100行走方向、行走距离，行走方式等具体的数据，也可以是设定抛雪机按一个固定形状扫除雪，比如设定一个矩形或者圆形或者其他形状，抛雪机按照设定的图形形状自动工作等等。这种自动工作方式的除雪机，其检测模块至少包括方向检测装置，如电子罗盘或陀螺仪等指示方向的传感器，这样用户可以设定抛雪机行进的方向以及抛雪机行走直线。控制模块能够根据输入模块输入的规则的工作区域的信息(如长、宽尺寸)以及将抛雪机开始工作的起点位置作为原点自动生成边界坐标地图，控制模块根据边界坐标地图以及利用方向检测装置控制抛雪机在工作区域的边界内规则行走并工作。具体的，如图8和9所示，用户通过输入模块，如远程的遥控设备或者抛雪机的自带的操作面板上手动输入除雪面积如4米*10米，将除雪机遥控行进到起点，或者手动推行除雪机到起点，设定除雪机的位置即为坐标原点，控制器根据用户输入的数据根据控制模块内存储的演算法或者程序至少生成两种除雪路径，一种如图8所示，沿着道路的长度方向往复行走的除雪路径，一种如图9所示，沿着道路的长度方向演一个方向的除雪路径。除雪行进的次数可以根据工作头的宽度自动生成，比如工作头宽0.5米，设定的除雪面积宽4米，则控制器计算为至少需要行进8次。用户可以选择其中一种除雪路径，也可以直接启动除雪机开始工作，即采用系统默认的除雪路径。通过指示方向的传感器，将检测到的方向数据传递给控制模块，控制模块根据接收到的方向数据与选择的除雪路径方向数据进行比较，当两个数据不一致时控制行走模块调整行走方向，从而抛雪机能够直线行走，控制器也可以根据行走模块的驱动轮的转速和行走的时间计算出抛雪机行走的距离，达到预设距离控制抛雪机转向，更优的是检测驱动轮行走的圈数N、以及驱动轮的周长L，N*L得到行走距离。记录抛雪机的行走距离也可以通过设置里程计来实现。除雪完毕可回到起点，用户可再设定另一个区域进行除雪。

上述人机控制的半自动除雪模式适合工作区域比较单一，并且道路比较规则的情况，半自动的路径可以设定，是往复或者同向，同向运动的目的是为了让雪堆到一侧，而往复运动 则把雪堆到两侧，工作完毕后可以回到起点或者直接结束停止。另外，用户可以设定固定起点的方向，这样避免用户遥控到起点后，方向有偏斜导致行走偏向。设定好路径后，控制模块会根据检测方向的传感器控制除雪机的行进方向，并且计算行进的距离，如此，除雪机工作过程中无需人为操作。上述设定也可以无需遥控器、SMARTPHONE、IPAD等智能设备来实现，比如除雪机本身自带的有操作面板，在操作面板上即可完成相应的设定。

图10所示为一种较复杂的工况，工作区域包括朝三个方向延伸的三部分，在进行除雪区域的设定时，可以通过上述方法分别设定，即完成一个区域的工作后再设定另一个区域，当然也可以有更优的方案。具体的，工作区域可划分为规则的三个区域：OABCDO、OCEFO、ODGHO，其中将三个区域的边界或者边界延伸方向的交点O点设置为基点，即原点，利用前述方法提到的规则区域利用方向传感器和规则的平行线方式的扫雪路径方案，可一次设置多个区域，清扫完一个区域后回到基点O，进行校准后再扫另一个区域。

上述两种方式都可以认为是惯性导向航行的直线路经方式，在该实施方式中，检测模块还包括能量检测单元，能量检测单元用于检测能量模块的能量值，并将能量值信息反馈给控制模块，当检测模块检测到的能量值达到或者低于预设值，控制模块即启动报警提示，报警提示的方式有多种，如抛雪机本身发出警报声、控制器将报警信号传递给遥控设备等等。

图11到图40示为本发明优选的第二种实施例，本实施例中还是以自动抛雪的除雪机为例进行说明。

自动抛雪的除雪机包括工作模块、行走模块、能量模块、控制模块、检测模块、定位导航模块等。其中工作模块、行走模块、能量模块、控制模块、检测模块与前述实施例相同的部分，这里不再赘述。与前述实施方式不同的是，本实施例通过定位导航的方式实现除雪机全自动模式的除雪工作。

除雪机并不是在任何地方都能够或者都需要工作，它的工作区域是有界限的，另外，当除雪机的能量模块电量不足的时候，需要有一个固定的地方给其提供电能，并且在其不工作时可以停泊，即停靠站。除雪机100、界限300和停靠站500构成了一种自动除雪工作系统，其中界限300用于限制除雪机的工作区域，除雪机在界限之中或之间行走并工作，停靠站500用于供除雪机停泊，尤其是在能源不足时返回补充能量。

界限是边界和障碍的统称。边界是整个工作区域的外围，通常首尾相连，将工作区域封闭，边界可以是实体的也可以是电子的，即可以由墙壁、篱笆，栏杆等形成实体边界，也可 以由电子地图上划定的虚拟边界或者由N个坐标点的连线形成的边界，还可以由边界信号发生装置发出虚拟边界信号，如电磁信号或光信号。障碍是位于工作范围内的无法在其上行走的部分或区域，如室内的沙发、床柜，或室外的水塘、花台等，类似的，障碍也可以是实体的或者电子的，实体的障碍可以由前述的障碍物自身形成，电子的障碍可以由边界信号发生装置发出虚拟障碍信号形成。虚拟边界信号和虚拟障碍信号可以为同一种信号也可以为不同的信号，由具体需求选择。

因此，除雪机100的检测模块还包括用于侦测除雪机100和界限300的相对位置关系的界限侦测单元，具体可能包括距离、角度，界限内外方位中的一种或几种。界限侦测单元的原理可以为多种，如可以为红外线式、超声波式、碰撞检测式，磁感应式等等，其传感器和对应的信号发生装置的设置位置和数量也是多样的，并且和路径规划方式相关，因此具体将在下文中结合具体实施例和路径规划方式讲述。

参照图12至图14，停靠站500通常位于工作范围边上，常常位于界限300旁边或界限300上，和市电或其它电能提供系统连接，供抛雪机返回充电。本实施例中优选的，停靠站500包括基座510以及活动设置于基座上的外盖530，停靠站500的基座510上设有充电电极550，用于和除雪机100的相应的电极对接。在除雪机100没有进入停靠站500时，外盖530是敞开的，当除雪机100进入停靠站500，外盖530即自动合拢，将除雪机100封闭在停靠站500内。通过外盖530的位置变换，可以在除雪机100进入停靠站500后形成一个封闭的空间，在无需除雪机100工作的时候方便除雪机的存储，同时，将除雪机100与外界的低温环境隔离，方便除雪机100在停靠站500内的充电和保温。为使外盖530能够实现自动的闭合，基座510上设置有抵压机构，用于向外盖530张开的位置抵压外盖530，外盖530上固定设置有凸筋532，抵压机构优选为扭簧512，扭簧512的一端固定在基座510上，另一端抵接在外盖530的凸筋532上，当除雪机100进入停靠站500，除雪机100会顶在凸筋532上，随着除雪机100的移动，其通过凸筋532带动外盖530克服扭簧512的力旋转到闭合位置。设置上述抵压机构能够实现外盖530随着除雪机的进入自动闭合，结构简单，成本低。当然，外盖530的自动打开和闭合也可以通过电气控制的方式来实现，如：感应自动门(红外感应，微波感应，触摸感应，脚踏感应)、由各种信号控制自动启闭的自动门等。

为了使停靠站500内能保持一个合理的温度，方便除雪机100的充电以及储存，停靠站500内可以设置加热系统，停靠站500的外侧壁、外盖530或底部可以设置加热保温材料， 也可以是在停靠站500内设置热风机，或者电炉、电暖气等电加热装置。本实施例优选的，在停靠站500的基座底部嵌入碳晶地暖材料514，能够对物体起到迅速升温的作用，其100％的电能输入被有效的转换成了超过60％的传导热能和超过30％的红外辐射能。这种双重制热原理，使被加热物体：第一升温更快，第二吸收的热能更充足。另一种优选的方案，在停靠站底板上设置电热丝,或电热片和温控器，通过温控器使内部恒温，通过外盖上的保温材料使得热量能够有效的保持。

如图15所示，除雪机100的充电方式为无线充电，停靠站500上可以设置无线充电发射装置560，对应的除雪机100上设置无线充电接收装置106。具体的，停靠站500的底板上设置无线充电发射板，对应的，除雪机100上设置无线充电接收板，两者之间以磁场传送能量，因为不用电线连接，停靠站500及除雪机100都可以做到无导电接点外露，即无通电接点设计，可以避免触电的危险，也因此不会有在连接与分离时的机械磨损及跳火等做成的损耗。另外，电力传送元件无外露，不会被空气中的水份、氧气等侵蚀。而且，如果是除雪机100自动进行充电对接，相对于有电极的对接容易的多。

如图16和图17所示，本实施例中优选的，停靠站500还设置有扫雪装置580，用于在除雪机100进入停靠站500时清除除雪机100上的积雪，具体的，在停靠站500的外盖530的边缘设置扫雪刷，扫雪刷可被控制旋转或者在外力的触发下旋转。扫雪刷构造为滚刷形式，滚刷的旋转轴大致平行于地面，滚刷的材质可以是塑料、尼龙、毛织物等柔性材料。滚刷的旋转可自动控制，如停靠站500接收到除雪机100回归充电的信号即启动滚刷旋转，或者外盖检测到除雪机打开供其进入的同时即启动滚刷旋转、或者在除雪机行进入停靠站的触碰下即启动滚刷旋转等等。另外，扫雪刷还可以构造为沿着外盖530的边缘布置的排刷形式，随着除雪机100移动进入停靠站500，排刷扫过除雪机100的顶盖从而将顶盖上的积雪清除。当然，扫雪刷也可以是分布在外盖530边缘的多个旋转的刷子，其旋转的轴线大致与地面呈角度，如此也可以实现除雪机100进入停靠站500时清除其顶盖上的积雪。另外，除雪机100本身也可以自带清除其顶部积雪的功能，比如顶盖本身倾斜的角度，顶盖可以设置成定期抖动或者检测到有积雪进行抖动，顶盖上面也可以设置刮雪器、毛刷等。

本实施例中的定位导航方式，即通过卫星定位方式的实时获得除雪机的坐标，根据坐标对除雪机路径进行导航。卫星定位方式相对人机控制的方式来控制除雪机进行工作，成本稍高，但是自动化程度更高，两者各有利弊。

因除雪机100需要在下雪或者有积雪的时候进行工作，要实现全自动模式的除雪工作，首先需要针对是否下雪以及雪量大小进行检测。

检测是否下雪以及雪的厚度的方案有很多种，优选的第一种方案，如图18所示，在除雪机的主机顶部设置雪检测器102，雪检测器102优选为压力和湿度传感器，传感器最好设置在主机110的最高位置，当有积雪时压力传感器会有变化，同时湿度传感器会检测到湿度的变化，传感器检测到的信号会反馈给控制模块，控制模块根据信号判断是否是下雪，如果下雪，则计算出雪的厚度，当雪的厚度达到预设值时即控制除雪机100开始工作。优选的第二种方案，如图19所示，在除雪机100的主机顶部安装两个导电金属棒103，在两个导电金属棒103之间安装一个绝缘筋板104，绝缘筋板104的高度高于两个导电金属棒103的高度，当积雪的高度高于绝缘筋板104的高度时，根据雪导电的原理，两个导电金属棒103即导通，导通的信号传递给控制模块，控制模块即判断为有积雪，控制除雪机开始出发工作。绝缘筋板104的高度H即触发除雪机100开始工作的雪的最小厚度。优选的第三种方案，如图20所示，提供一个容器200，容器200底部设置光传感器202和湿度传感器204，容器200放置在除雪机100的主机顶部或停靠站500上，下雪到一定厚度，光传感器202检测不到光时，同时湿度变化时即判断为被雪覆盖，控制模块即控制除雪机100开始出发工作。如图所示，优选的第四种方案，用于检测雪的厚度，如图21所示，在除雪机100的主机下侧设置三个导电零件105，当位置最低的第一导电零件检测到信号，雪的厚度为H1，设定为薄雪；当位于中间的第二导电零件检测到信号，雪的厚度为H2，设定为中雪；当位于最上面的第三导电零件检测到信号，雪的厚度为H3，设定为大雪。以上所述的为通过传感器检测的方式，当然也可以通过其他方式获知是否下雪，比如除雪机上设置实时接收天气信息的天气通讯单元，天气通讯单元将接收到的天气信号传递给控制模块，控制模块根据接收到的信号判断是否下雪以及雪量大小，并且根据下雪的时间长短计算雪的厚度。还有一些其他的方式，比如当雪通过一个区间时，通过一个视镜、超声波、红外扫描等传感器可以检测，一定时间后控制模块控制除雪机开始出发工作。除此之外，用于检测是否下雪以及雪厚的方式还有很多，如还可以通过摄像头图像识别，用超声波测雪厚等等，这里不再赘述。

下面将详细说明除雪机通过定位导航方式进行除雪的全自动除雪模式。本实施例中，定位导航模块可以为DGPS(差分GPS)定位模块、GPS定位模块、北斗定位模块或差分北斗定位模块。为了保证定位的精确度，可以采用DGPS定位模块或差分北斗定位模块。其中DGPS是针对改善GPS利用码定位的精度而发展出来的系统，其采用相对定位的原理，对两不同测点利用差分方式消去大部分共同误差而获取较高的精度，从而获得更精准的路径导航，精度可达到厘米级。另外，定位导航模块还可以是通过其他方式获得除雪机行进过程中的位置，如超宽带技术。

除雪机的工作流程，包括设定界限、各种特殊场景的设定、路径规划、回归充电站以及充电的方式等，还包括在这些工作流程中遇到问题的解决方案等。

A：设定界限

在优选的实施方案中，通过DGPS的方式来设定除雪机的工作区域。

如图22至25所示，在生成除雪机的边界线320时，通常可以采用人工控制除雪机沿预定的边界线移动，通常除雪机与定位导航系统是安装为一体的，定位导航系统是不可拆卸的。定位导航系统接收基站的定位信号，可以获取除雪机沿边界线320移动时的连续坐标点，将这些坐标点连线即为边界线320。由于定位导航系统是不可拆卸的，因此，要想获取边界线坐标点，必须使除雪机本身移动，才可以获取边界线的坐标点，但其明显存在除雪机较重较大，移动不灵活，难以操控的技术问题。

定位导航模块构造为可以从除雪机中拆卸出来的定位导航装置130，同时，定位导航装置130也可以被重新安装至除雪机100，即定位导航装置130可拆卸式地安装于除雪机。通过本实施例，单独通过定位导航装置130即可获取预定边界线的坐标点，从而生成边界线。

定位导航装置130包括定位单元131、存储单元132和发送单元133。

定位单元131用于获得定位导航装置130按照预设的边界线移动时的坐标数据。从除雪机的主机110中拆卸出来的定位导航装置130体积小、重量轻，人工即可轻易携带移动。因此，可以人工携带定位导航装置130沿预定的边界线320移动，从而获取预定边界线的坐标点，坐标点为连续的坐标点，这些连续的坐标点连线即为最终除雪机的边界线，也就是工作区域的地图，如图23所示。

存储单元132用于存储定位单元定位的坐标数据。由定位单元131获取的坐标点需要及时存储，为此，需要在定位导航装置130上设置存储单元132，防止数据丢失。

发送单元133，用于向外部发送存储模块存储的坐标数据。发送单元133可以及时将边界线的坐标数据发送出去，如发送至除雪机。发送单元133可以是无线发送单元，也可以是能够与除雪机中的传输数据接口(包括USB接口等)连接的有线发送单元。

以上定位导航装置，可自由地拆卸或者安装于除雪机中，在需要生成除雪机工作的边界线时，只需要将定位导航装置从除雪机中拆卸出来，简单地通过定位导航装置即可生成边界线，有效地方便了边界线的生成。

由于定位导航装置130可以自由地拆卸出或安装入除雪机，而在安装入除雪机时，为了保证连接的稳固性，定位导航装置130可以设置接口单元，用于将定位导航装置固定安装于除雪机。其中，接口单元可以为插口或插槽，可以将其安装至除雪机中。

为方便供电，定位导航装置130还包括有电池，用于为定位导航装置提供电源。电池可以单独充电，也可以在将定位导航装置130安装在除雪机内部后由除雪机充电。

本实施例中的除雪机100，包括以上的定位导航装置130，其控制模块还包括：接收单元，用于与发送单元133建立连接以接收发送单元133发送的坐标数据。接收单元可以是无线接收单元，也可以是与发送单元133对应的有线接收单元。

除雪机的存储器，用于存储接收模块接收的坐标数据。在将导航装置130安装入除雪机110时，通常导航装置130中的存储单元132已经存储了边界线的坐标数据，因为是已经存储的数据，因此，在将定位导航装置130安装入除雪机110后，接收单元可以直接将发送单元133从存储单元132中读取的边界线的坐标数据存入至除雪机110的存储器中，以方便除雪机110识别边界线。

除雪机在移动时，需要实时检测除雪机是否在边界线320内移动，为此，除雪机的控制模块还包括检测控制单元，用于检测存储器存储的边界线320的坐标数据是否与存储器存储的除雪机的坐标数据重合，并在重合时控制除雪机在边界线320内部移动。当除雪机的坐标数据与边界线320的坐标数据重合时，说明除雪机已经或即将超越边界线320，需要及时对除雪机的移动方向进行控制。为此，检测控制单元包括检测单元和移动控制单元，检测单元用于检测存储器存储的边界线320的坐标数据是否与存储器存储的除雪机的坐标数据重合；移动控制单元用于在存储器存储的边界线320的坐标数据与存储器存储的除雪机的坐标数据重合时，控制除雪机在边界线内部移动。

通过上述方案能够完成除雪机地图的创建与存储，从而实现除雪机的自主定位导航，控制器根据导航装置中存储的边界线的坐标数据计算出地图边界的数据，并生成地图数据，除雪机即可按照地图进行路径规划，在除雪机检测到电压不足或者完成一次除雪工作时，会自动存储当前坐标与航向并返回停靠站500充电，完成充电后读取上次记录的坐标和航向，并 自动规划最优路径到达坐标位置，然后继续工作。

另外，上述可拆卸的定位导航装置130还可以和其他的自动行走设备通用，如自动割草机、自动清扫机等等，提高定位导航装置的利用率，减小用户的购买成本。

采用导航定位的方式来设定除雪机的工作区域并不仅限于上述方式，也可以是除雪机自带定位导航模块，定位导航模块实时定位的位置坐标数据存储在除雪机的存储器，控制器根据存储器中存储的边界线的坐标数据计算出地图边界的数据，并生成地图数据，除雪机即可按照地图进行路径规划。

在用户生成了工作地图后，用户可以通过手机、遥控器或者直接在机器上的操作面板上设定一些特殊场景，用以帮助除雪机可以进行工作路线、区域的划分及工作模式的选择，接下来进行详细说明。

B：路口的设定

这里的路口指的是人行道或者车道连通市政道路的路口，因工作边界自有的局限性、除雪机本身的尺寸以及导航的精度等原因，除雪机有可能行走到市政道路上，由此会产生一些危险，如被快速行驶的汽车撞倒，被撞坏或者导致汽车受损甚至汽车上的人员受伤等，为避免这些情况的发生，下面提出了几种方案。

图26所示为除雪的用户的房屋周围环境的示意图，用户在地图上将路口330设定标记，如图28阴影区域，此区域沿着人行道或者车道延伸方向的尺寸可以根据除雪机及除雪工作头尺寸预设，或者根据导航的误差预设，然后在工作区域的地图上把该部分区域填充完整，即该区域默认为无需清扫，可以由用户手动清扫，从而防止除雪机行走到市政道路上。

另外，还可以通过在设定边界的时候，人为的把该部分区域排除在除雪区域之外，即非工作区域，那么也可以防止除雪机行走到市政道路上。

除此之外，还可以通过摄像头扫描，在设定距离内没有汽车行驶再进行路口清扫，或者如果除雪机如果行走到市政道路上开启声光报警以提醒过往车辆等等。

C：草地设定

一般情况下，草地是不需要除雪的，用户通常会把清扫的雪堆到草地上。草地大多分布在道路之间，根据前述几种生成地图的方式，地图生成后，用户在地图上可以标记某区域为草地，在标记为草地的区域，用户可以选择该区域是否要除雪，如果不除雪，则机器可以直接通过，或者不行走到草地上，如果需要除雪，可以设定除雪的模式或者除雪的高度，避免 草地损伤。

D：不连接多区域的通道设定

当需要除雪的区域有两片及两片以上，或者说最终生成的用户的地图存在两个除雪区域或者两个以上除雪区域时，用户可以设定从一个除雪区域到达另一个除雪区域之间的通道，一般情况下，建议用户将通道设置在草地上，如图27中虚线所示区域，为两片除雪区域的连接通道360，因已设定草地区域可选择是否除雪或者除雪的模式以及除雪的高度，此处无需额外设定。当然，如果之前用户没有设定，此处用户还可以再进行设定该路径是否需要除雪。除雪机可以经过草地从一个除雪区域到达另一个除雪区域。当然，还可以选择市政道路作为通道，相应的，需要设定从一个路口到另一个路口的行走路径，比如沿着市政道路的边界行走，并且进行声光警报提醒行人以及过往车辆注意，相比将通道设置在草地来说，将市政道路作为通道为次选方式。

连接通道360的尺寸有一个预设的最小尺寸，用户设定通道大致路径后，除雪机会自动计算，并把该路径补完为通过的最小尺寸，这里的最小尺寸可以根据除雪机本身的尺寸或者其工作头的尺寸来设定。另外，也可以两点一线的方式设定通道，即设定从一个除雪区域到另一个除雪区域的出发点和进入点，控制器自动计算两点之间的直线路径(最短路径)。

E：孤岛设定

当用户除雪区域中有花坛、游泳池等封闭的区域，这部分区域是不需要除雪的，此处称之为孤岛，在用户的地图上，可以设定其为孤岛。具体方式为用户在地图上直接设定一个区域孤岛，这种方式的相对误差比较大，适合孤岛为高于地面的情形，可以结合一些碰撞传感器等(如超声波传感器、雷达检测、摄像头等)来探测孤岛的边界，从而防止除雪机受到损坏或者孤岛的设备被破坏。

优选的更为精确的方式是在设置工作区域时，用户拿着定位导航装置130沿着孤岛行走一圈，生成地图后把该区域定义为孤岛，即非除雪区域。

当然，生成地图的方式不同，设定孤岛的方式也有所不同，但是其基本的原理是相似的，或者通过设定工作区域时排除，或者在生成的地图上排除，无论何种方式，都可以在地图上进行区域定义，从而根据定义的区域，除雪机选择是否工作或者工作模式。

F：狭窄通道设定

用户的地图中，有一些路径比较狭窄，小于了除雪机的最小通过尺寸，我们把该路径定 义为狭窄通道350。对于狭窄通道，在初次地图生成后，除雪机的控制器会自动计算出来并提示给用户，用户手动设定该狭窄通道是否要进行除雪，一般如果需要除雪，那用户需要保证通道边上有足够的尺寸让除雪机通过，如果不需要工作，则用户可以设定该区域不工作。

G：工作状态报警灯设定

除雪机上装有警报灯，可以通过全亮、闪烁等方式对行人、用户进行报警提醒。具体的，用户在地图上可以标注报警区域或者设置报警时间等，除雪机内的控制器可以根据用户的设定，达到设定区域后者到达到报警时间或者同时达到设定要求时进行报警。

H：特殊场景设定

除雪的方式通常有三种，扫雪、推雪和抛雪。这里的特殊场景设定，指的是如果除雪方式是扫雪或者推雪，那么需要针对堆雪点进行设定；如果除雪方式是抛雪，那么需要针对抛雪方向进行设定。

扫雪是通过旋转的滚刷将雪清扫到除雪机的前方，推雪是将雪向除雪机的前方推，因此推雪的时候，除雪机前方的雪会越级越厚，为了防止这种情况的发生，可以设定除雪机每推雪一段距离，就将雪推到一个设定的位置，即堆雪点。抛雪是通过搅龙等将雪卷入除雪机内再通过抛雪筒抛出，如果将雪抛到邻居家、邮筒等市政设施上，这种情况是不允许的，那么，就需要针对抛雪方向进行设定。

如图29所示，在设定的时候，如果除雪方式是扫雪或者推雪，系统会自动提示用户是否需要自行设置堆雪点，如果是，用户则需要设定一个或多个堆雪点，除雪机会根据扫雪或者推雪的面积大小计算路径，如果堆雪点过少会提醒用户增加。如果用户选择不需要，则控制器会自动的根据扫雪或者推雪的面积大小计算路径并自动规划堆雪点。

如果除雪方式是抛雪，用户需设定哪个方向可以抛雪，或者说设定那个区域可以抛雪，由控制器根据抛雪区域自动计算抛雪方向。设定了抛雪方向后，除雪机的路径会根据抛雪方向的设定而进行优化，使其朝向设定方向或者区域进行抛雪。如果用户没设定抛雪方向，则默认为任意方向都可以抛，除雪路径会重新优化。

I：工作模式设定

用户可以在地图上根据区域进行不同的标记，比如汽车道、人行道等，不同的标记可以有不同的工作模式，比如在标记为汽车道的路径上进行抛雪，在人行道上进行推雪或者扫雪；或者在汽车道的进行厚雪除雪模式，人行道进行薄雪除雪模式；或者用户可以设定抛雪或者 推雪模式。

以上所有的设定可以在除雪机的操作面板上进行，或者通过手机、电脑等移动设备上远程操作，再或者通过除雪机自带的遥控器进行操作。遥控操作的控制端和终端之间的通信方式可以是WIFI通信、蓝牙通信、ZigBee通信、射频通信等等，或者也可以基于蜂窝网络实现控制端和终端之间的通信。

完成所有的设定后即可启动除雪机开始进行工作。接下来针对除雪机工作时的路径规划进行详细说明。

除雪的方式不同，除雪机执行的行走路径也相应的有所区别，具体的，除雪的方式为抛雪时，抛雪路径一般平行于道路的延伸方向，同样是S型路线行走，其通过抛雪筒把雪抛出。除雪机内的控制器可以控制抛雪筒旋转，其至少可以做360度旋转。在抛雪的路径中，如果定义了抛雪的方向，即图30中所示的抛雪面，则抛雪筒会根据除雪机行走的路径，进行转动，使其保持抛雪筒的抛雪口一直朝向抛雪面抛雪。当用户未定义抛雪面时，则认为道路两侧都可以抛雪，则抛雪方向一般是垂直于行走的路面。

如图31所示，抛雪路径也可以是沿着一个方向行走并抛雪，返回的时候在已经除雪的路径返回，即只行走，不抛雪，可以无需调节抛雪的方向。当然，控制模块需要根据除雪机距离抛雪面的距离来计算抛雪距离，可以通过调节抛雪轮的转速来改变抛雪距离。

抛雪筒是通过旋转来进行抛雪的，除雪机的控制器会识别电机旋转的电流、转速等，当电流超过设定阀值或转速低于阀值时，说明抛雪的量过大，除雪机会通过降低行走速度来避免抛雪电机过载；

除雪机识别到抛雪方向有障碍后，会进行调整抛雪方向，如果用户定义了只能往固定方向抛雪，则其会停止抛雪。

除雪的方式为扫雪时，扫雪路径包括至少3种，如图32所示为扫雪的第一种路径，扫雪路径可以垂直于道路的延伸方向，或者平行于道路的延伸方向，实线所示为扫雪路径，虚线所示为重复路径，或者说是返回路径，其特点是朝一个方向扫雪，适合道路两边都是雪地，但是只有一侧的草地能够抛雪，从而避免扫雪时将雪抛到另一侧的草地。因返回路径是已经清扫过的，可以不必重复清扫，从除雪机的行走路程来看，其行走了两段路，实际清扫的只有一段，清扫的效率一般，不适合需要快速除雪的场合。

如图33所示为扫雪的第二种路径，扫雪路径垂直于道路的延伸方向，雪往两边扫，即只 要是除雪机行走的路线，都可以进行扫雪，也可以称之为S型路线扫雪，一般适合道路两边都是草地且两边的草地都可以进行抛雪的情况，另外因扫雪路径是垂直于道路的延伸方向的，单次清扫的距离短，除雪机的前面不会堆积太多的雪，故而无需扫到特定的堆雪点，而且没有重复的路径，其扫雪的效率比较高。

如图34所示为扫雪的第三种路径，扫雪路径平行于道路的延伸方向，同样是S型路线扫雪，这种扫雪方式转弯的次数最少，效率相对也比较高。

如图35到37所示，除雪的方式为推雪时，推雪路径包括至少3种，如图35所示为推雪的第一种路径，推雪路径大致平行于道路的延伸方向，因推雪的距离较长，需要设置两个堆雪点，实线所示为推雪路径，虚线所示为重复路径，或者说是返回路径，其特点是从一个方向的第一个位置开始将雪推向推雪点，再返回，再从该方向的第二个位置开始将雪推向推雪点，以此类推，直至道路的整个宽度的雪都被清除，再继续向下一个堆雪点推雪。这种方式适合只有固定的地方才能够进行堆雪的情形。

如图36所示为推雪的第一种路径，推雪路径大致垂直于道路的延伸方向，从道路的中间分别推向两边，可以有两种选择，一种是从中间先推向一边，返回中间再推向另一边，以此类推；另一种是从中间先推向一边，返回中间后继续推向这一边，直至推到道路末端，然后从末端的中间推向另一边，即道路的一半从头到尾，道路的另一半从尾到头。此种路径适合道路较宽的情形，而且用户未设定堆雪点且道路的两侧都可以堆雪的情形。

如图36所示为推雪的第三种路径，推雪路径大致垂直于道路的延伸方向，从道路的一边呈S型行进推雪，此种方式适合沿道路宽度的一次最大推雪量小于推雪机的负载，其中最大推雪量可以根据雪的厚度、道路宽度以及推雪头的长度计算出来。

以上所述的推雪路径可以根据用户生成的地图自动生成，用户可以自主选择或者由控制器默认。控制器默认的方式如下：如果用户未设定堆雪点，则可以采用第一种或第二种推雪方式，除雪机识别路面的宽度，如果路面过宽，超过设定值时，则采用第一种的推雪路径，其可以使一次推雪不会过多导致载重过大，否则采用第二种推雪路径；如果用户设定了堆雪点，则采用第三种推雪路径。堆雪点的多少和用户的推雪路径长短有关，每个堆雪点要求行走的路径不能过长而导致推雪载重过大；除雪机的控制器会计算用户设定的堆雪点是否满足要求或提示用户设定足够多的堆雪点。

如果除雪机的工作区域中有坡道，在上坡时可能会导致工作头顶住道路而无法行走，或 者下坡时因工作头距离地面有一定距离而导致不能够将雪清除干净。以下参照图38描述本发明的除雪机在典型的坡道中的状态变化。

本实施例中，除雪机的检测模块包括加速度传感器，加速度传感器安装在除雪机内，其用于检测除雪机的倾角。当然，也可以是压力传感器，可以测量海拔，都能够用以生成3D地图。除雪机的工作头安装有马达，用于驱动工作头相对于地面抬起或者放下。

除雪机在开始记录地图时，会同时记录每个点的倾角值，如图A1，B1..N1；当除雪机在按路径工作时，其会提前判断前面路径的倾角是否过大，即除雪机在A1点时会判断B1点的倾角状态，如果B1点的倾角过大，会影响到工作头，即B1点的倾角大于预设值，控制器会提前启动马达把工作头抬起一定角度；抬起的角度和B1点的倾角有关，倾角越大，抬起的角度越大；当倾角恢复正常后，控制器再次启动马达把工作头放下。

本发明的除雪机的检测系统还包括有障碍传感器，障碍传感器可以是超声波传感器、红外线传感器、激光传感器、雷达、摄像头等。当障碍传感器检测到有障碍时，如果是推雪头或者扫雪头则会停止工作或者向没有障碍的地方工作；如果是抛雪头，则可以改变抛雪的方向。

本发明的除雪机能够根据自身状况自动的回归停靠站充电。具体的，除雪机内的控制器能计算电池的能量及工作时间，当电池的能量低于预设值或者工作时间大于预设值时，即控制除雪机回归停靠站。除雪机的回归路径分为两种方式，第一种方式如图39所示，实线路线为已扫过的路径，虚线为回归路径；回归路径在已扫过的路径内，因此回归的时候扫雪头是不工作的，这样可以节约回归的能源。第二种方式如图40所示，实线路线为已扫过的路径，虚线为回归路径，回归路径包含在扫雪路径里，即回归的时候也在扫雪。

除雪机的控制器会自动计算需要工作的面积及需要的能量，当能量足够支持一次性清扫需要的工作面积时，采用第二种方案，当能量不足够时，采用第一种方案。采用第二种方案的好处是会比第一种节约时间。

除雪机返回到停靠站进行充电的方式有多种，本实施例中优选无线充电的方式。具体的，停靠站设置有无线充电发射板，除雪机上设置有无线充电接收板，无线充电接收板连接除雪机中的电池，控制器通过定位导航模块的引导除雪机移动实现无线充电发射板和无线充电接收板的对接。

为精确的引导除雪机的无线充电接收板与无线充电发射板准确对齐，除雪机的检测系统 还包括有信号检测电路，除雪机向停靠站移动时，无线充电发射板向无线充电接收板发射充电信号，信号检测电路检测无线充电接收板接收的充电信号的强弱大小是否达到预定值，并在检测的充电信号的强弱达到预定值时，定位出无线充接收板的位置并引导除雪机停止移动进行无线充电。充电信号可以是电流或电压信号，信号检测电路通过实时检测无线充电接收板接收的充电信号在充电回路上产生的电流或者电压是否达到预定值以判断充电信号的强弱大小是否达到预定值。

另外，为防止无线充电发射板上有积雪而导致无法充电的情况，本实施例中无线发射板上设有检测雪及雪的重量的传感器和加热系统，当除雪机回归后，无线发射板和接收板对接后，其会检测发射板上的重量，如果重量超过阀值，其会启动加热系统，对积雪进行融化；当重量低于阀值后，停止融雪。

通过对雪的检测，除雪机可以在下雪的时候或者雪厚达到预设值的时候自动的从停靠站出去进行除雪工作，即完成一次的设定后无需用户监控。当然，除雪机也可以通过网络接收天气预报，实时天气等信息，制定工作计划。或者，除雪机可以发送用户家的工作区域、切割方案等到云端，云端可以根据用户及周围用户的情况、地形、气候等数据对扫雪机的清扫方案进行优化。另外，除雪机的数据可以和家里的智能家居通过云端互联，比如除雪机检测到下雪后，会发送数据到云端，云端再通过智能家居关闭用户窗户、打开空调，控制扫雪机出去工作等。也就是说，除雪机可以作为智能园艺系统的一部分，智能园艺系统用于监查及控制园艺区中的园艺装置，其控制中心基于传感器采集的园艺区的环境信息，生成控制指令，除雪机根据控制指令执行除雪工作。传感器、除雪机等园艺装置、控制中心相互通信而组成物联网。

上述全自动模式工作的除雪机，其边界地图的生成还可以有其他的方式，如采用闭环边界线和GPS结合的方式来设定除雪机的工作区域。

一种常见的做法是在工作区域上铺设边界线，边界线连接信号发生器，使边界线能够产生被除雪机探测到的信号。除雪机根据信号就能判断是否处于工作区域内，进而选择相应的工作模式。

当用户购买了除雪机后，厂家会上门根据用户的要求铺设好需除雪机需要除雪区域的边界线，通过一些可开槽埋线的大型机械来铺设，或者通过一些电动或者手动工具开槽，然后手动的将边界线置于槽内。

边界线为通电导线，导线内通有特定的边界线信号，边界线信号由停靠站发出，除雪机 可以通过安装在其内部的感应线圈接收边界线发出的电磁信号来识别除雪机处于边界线内部还是外部。

在建立地图时，除雪机能够运用电子罗盘、里程计、GPS实现自主定位导航，通过电子罗盘测量航向角，然后结合里程计航位推算出除雪机的相对坐标，再根据GPS的坐标进行绝对定位和误差消除，最终得到除雪机任意时刻的坐标。

参照图41至43，具体的，本实施方式中优选的除雪机地图构建与存储方法，包括以下步骤：

1)将停靠站坐标设为除雪机的起始坐标(x0,y0)，并设定除雪机从停靠站出发时，工作区域内x坐标的最大值xmax的初始值、最小值xmin的初始值，y坐标的最大值ymax的初始值、最小值ymin的初始值分别为xmax＝x0，xmin＝x0，ymax＝y0，ymax＝y0；

2)然后除雪机从停靠站出发，沿着工作区域的边界线运行一周后返回停靠站，运行过程中，按照如下方式不断更新x坐标的最大值xmax、最小值xmin，y坐标的最大值ymax、最小值ymin：在任意i时刻分别对比坐标(xi,yi)与上一次更新的xmax、xmin、ymax、ymin的大小关系，若xi＜xmin则xmin＝xi，否则xmin的值保持不变，若xi＞xmax则xmax＝xi，否则xmax的值保持不变，若yi＜ymin则ymin＝yi，否则ymin的值保持不变，若yi＞ymax则ymax＝yi，否则ymax的值保持不变，其中，(xi,yi)为i时刻时除雪机的坐标；

3)根据除雪机沿边界线运行一周后最终更新得到的xmax、xmin、ymax、ymin，确定表征边界线最大范围的四个坐标点分别为(xa,ymax)、(xb,ymin)、(xmax,ya)、(xmin,yb)，其中xa为ymax对应的横坐标、xb为ymin对应的横坐标，ya为xmax对应的横坐标，yb为xmin对应的横坐标；

然后根据这四个表征边界线最大范围的坐标计算出工作区域内x坐标最大差值Xmax＝xmax-xmin和y坐标最大差值Ymax＝ymax-ymin；

同时计算出工作区域的中心坐标(xc,yc)，其中，xc＝[(xmax+xmin)2]，yc＝

[(ymax+ymin)/2]；

4)根据下式计算出表征地图大小的参数n：n＝[X/2Δ]+1；

其中Δ为正方形地图栅格的边长，X为工作区域最大范围内x坐标最大差值Xmax和y坐标最大差值Ymax的较大值，即当Xmax≥Ymax时，X＝Xmax,而Xmax＜Ymax时，X＝Ymax；

5)根据表征地图大小的参数n实现地图数据与存储单元地址的映射，具体方法为：将所有地图栅格的数据按照{xi，yi，地图栅格属性}的格式存储在存储单元中，其中每个地图栅格数据占用存储单元空间大小为m字节，地图中心坐标(xc,yc)存储在存储单元的起始地址，该 起始地址在存储单元中与最小地址的偏移量为k，k≥0，其他坐标(xi,yi)的存储位置根据下式求得的该坐标与最小地址的偏移量来确定：

M(2n+1)m+Nm+k；

其中，M、N由以下方法确定：

L1＝(xi-xc)/Δ，L2＝(yi-yc)/Δ；

当L1>0时，M＝2|L1|，当L1<0时，M＝2|L1|-1；

当L2>0时，N＝2|L2|，当L2<0时，N＝2|L2|-1。

其中，步骤5)中的地图栅格属性由多种与除雪机地图相关的元素组成，包括用于表征地图栅格内的环境的属性和表征除雪机是否经过此地图栅格的属性。

本系统的方法能够完成除雪机地图的创建与存储，从而实现除雪机的自主定位导航，在创建地图数据时除雪机首先围绕工作区域运行一圈，根据传感器计算出的坐标值计算出地图边界的数据，并生成地图数据与存储单元地址的映射关系，然后除雪机在边界区域内建立内部地图数据，并更新数据存储器中的地图属性；在地图坐标建立后，除雪机按照地图运行，除雪机通过定位后读取当前坐标以及相邻四个坐标的数据，根据前进方向以及相邻坐标的栅格特性来判断除雪机的下一步动作和运行方向，在除雪机工作电压不足时，自动存储当前坐标与航向并返回停靠站充电，完成充电后读取上次记录的坐标和航向，并自动规划最优路径到达坐标位置，然后继续工作。本发明方法中，除雪机通过定位导航传感器构建出地图数据，并将地图数据与存储单元地址一一映射，方便大量地图数据的存储与读取。

上述方法中除雪机地图数据为栅格形式，使用栅格地图的属性能够很好地描述地图环境，鉴于栅格地图的数据量较大的原因，在建立地图时，除雪机从停靠站出发，沿着绕边界线运行，运行过程中不断推算当前的坐标，在运行一周后获取表征地图大小的四个重要特征坐标点，分别为地图横坐标最大和最小的两个点，以及纵坐标最大和最小的两个点，然后根据这四个特征坐标点自主生成地图数据与存储单元地址映射关系，通过地址映射的建立将地图数据与存储单元紧密结合起来，不仅能够实现地图数据的快速读取与存储，同时采用参数调节的方式可以使该方法在不同的地图大小下均能适用，使除雪机能够在任何工作环境下运行。

通过该方法建立地图数据后，地图数据具有唯一性，即存储单元的内容与整个环境地图坐标一一对应，当除雪机运行过程中需要调用地图时，只需要计算出当前坐标对应于映射图中的参数即可快速读取地图数据，能够保证除雪机对环境地图有一个很清晰的认知。

另一种为采用UWB超宽带的方式来设定除雪机的工作区域，以生成边界地图。

参照图44至图48所示，除雪机的定位系统包括规定除雪机100工作区域的边界320，工作区域外部设置有超宽带标签410，工作区域外部包括边界线320及边界线320外，超宽 带标签410具有两个，除雪机的定位导航模块为超带宽定位模块，超宽带定位模块通过两个超宽带标签410计算出除雪机的两个位置，并将边界线内的位置作为除雪机的位置。

以上除雪机的定位系统，在除雪机工作区域外部设置有超宽带标签，除雪机设置有超带宽定位模块，通过超宽带定位可精确的定位出除雪机在工作区域内的位置，方便进行路径规划，提高除雪机的工作效率。

超宽带定位模块发送超宽带信号至超宽带标签410以唤醒超宽带标签410，超宽带标签410被唤醒后反馈超宽带信号至超宽带定位模块，超宽带定位模块在接收到反馈的超宽带信号后发出定位超宽带信号至超宽带标签410并开始计时，超宽带标签410在接收到定位超宽带信号后发出定位反馈信号至超宽带定位模块，超宽带定位模块接收到定位反馈信号后停止计时并计算除雪机100的位置。

超宽带标签410可以设置两个或三个。图45中具有两个超宽带标签410。工作区域外部包括边界线320上及边界线320外，两个超宽带标签可以设置在边界线320上，也可以设置在边界线320外，也可以是一个设置在边界线320上另一个设置在边界线320外。图45中所示的两个超宽带标签410设置在边界线320上。在进行路径规划时，需要先定位出除雪机100的准确位置。本实施例中，超宽带定位模块接收到定位反馈信号后停止计时并计算除雪机100的位置时，超宽带定位模块根据发出的定位超宽带信号及开始计时和停止计时之间的时间间隔分别计算除雪机100与两个超宽带标签410之间的距离r1和r2，分别以计算出的除雪机100与两个超宽带标签410之间的距离r1和r2为半径，以对应的超宽带标签410所在的位置点为圆心作对应的两个圆，计算两个圆的交点位置，并将判断出的在工作区域内的交点位置作为除雪机100的位置。两个圆的交点位置具有两个，由于工作区域是固定的，必须将非工作区域中的交点位置舍弃，具体的，可以在除雪机100中设置边界线接收器，超宽带定位模块可以根据边界线接收器接收的边界线信号判断交点位置是否在工作区域内。

如图46所示，图中具有三个不在同一直线上的超宽带标签410，三个超宽带标签410在设置时，其中的一个、两个或三个均可设置在边界线320外。图46中所示的三个超宽带标签410中，两个在边界线320上，一个在边界线320外。在进行路径规划时，需要先定位出除雪机100的准确位置。本实施例中，超宽带定位模块接收到定位反馈信号后停止计时并计算除雪机100的位置时，超宽带定位模块根据发出的定位超宽带信号及开始计时和停止计时之间的时间间隔分别计算除雪机100与三个超宽带标签410之间的距离r1、r2和r3，分别以计 算出的除雪机100与三个超宽带标签410之间的距离r1、r2和r3为半径，以对应的超宽带标签410所在的位置点为圆心作对应的三个圆，并将计算出的三个圆的交点位置作为除雪机100的位置。如图46中所示，三个圆有且只有共同的一个交点位置，此交点位置即为除雪机100的位置。

各个超宽带标签分别设置于工作区域的边界上或者旁边的草地上的多个预设位置，更容易安装，并且距离超宽带定位模块更近，有利于超宽带定位模块快速找到自身位置。

至少在工作区域或者工作区域的附近安装三个或者三个以上的超宽带标签。除雪机本身安装有超宽带定位模块。超宽带定位模块利用对三个或者三个以上的超宽带标签的唤醒以及测距，可以实现自身定位。优选的，超宽带标签为三个，其中一个可以设置在停靠站旁边并通过停靠站站获取电能，另外两个可通过太阳能或者其他方式获取电能。

本实施例中，为便于唤醒超宽带标签410，超宽带定位模块发送超宽带信号至超宽带标签410以唤醒超宽带标签410时，超宽带定位模块发送的超宽带信号为低电平信号。

上述除雪机自定位方法，包括以下步骤：

S101超宽带定位模块向各个超宽带标签发送唤醒信号；其中，超宽带定位模块设置于除雪机上，各个超宽带标签分别设置于多个预设位置；

S102各个超宽带标签被唤醒后，向超宽带定位模块发送唤醒反馈信号；

S103超宽带定位模块接收到唤醒反馈信号后，向各个超宽带标签发送定位信号并开始计时；

S104各个超宽带标签接收到定位信号后，分别向超宽带定位模块发送定位反馈信号；

S105超宽带定位模块接收到定位反馈信号后停止计时，并根据计时结果计算与各个超宽带标签之间的距离；

S106根据计算的超宽带定位模块与各个超宽带标签之间的距离，对除雪机的位置进行定位。

唤醒信号、唤醒反馈信号、定位信号和定位反馈信号均为超宽带信号，利用超宽带定位模块和超宽带标签实现快速测距。

在其中一个实施例中，超宽带定位模块向各个超宽带标签发送定位信号并开始计时的步骤，包括以下步骤：

超宽带定位模块向各个超宽带标签发送定位信号，并对各个超宽带标签分别开始计时；

超宽带定位模块根据计时结果计算与各个超宽带标签之间的距离的步骤，包括以下步骤：

超宽带定位模块接收到一个超宽带标签发送的定位反馈信号后停止对该超宽带标签的计时，并根据计时结果计算与该超宽带标签之间的距离。

超宽带定位模块向每个超宽带标签均发送定位信号，并对每个超宽带标签分别开始计时；超宽带定位模块接收到某一个超宽带标签发送的定位反馈信号后停止对这个超宽带标签的计时，超宽带定位模块根据针对于某一个超宽带标签的计时结果，可以计算自身与该超宽带标签之间的距离。因此，根据针对于各个超宽带标签的计时结果，超宽带定位模块与各个超宽带标签之间的距离均可以计算出来。

在其中一个实施例中，根据计时结果计算与各个超宽带标签之间的距离的步骤，包括以下步骤：

按照如下公式计算超宽带定位模块与任意一个超宽带标签之间的距离：

其中，D为超宽带定位模块与该超宽带标签之间的距离，T_A为超宽带定位模块对该超宽带标签从开始计时至停止计时的总时间，T_replyB为该超宽带标签从接收到定位信号至发送定位反馈信号所延迟的时间，c为光传播速度。

超宽带技术(也即UMB技术)的具体测距方法包括TOA(Time of Arrival)、TDOA(Time Difference of Arrival)和RTOF(Roundtrip Time of Flight)等，以其中RTOF为例进行说明。

请参阅图47，为超宽带测距原理示意图。

当除雪机开始运行时，除雪机首先通过自身的超宽带定位模块A发射超宽带信号唤醒其他预先安装的超宽带定位标签，之后发出超宽带信号，同时开始计时。当其他标签B在收到超快带信号后则反馈超宽带信号，当除雪机上的定位模块A再次收到标签反馈回来的超宽带信号时停止计时，由此可以得出：

其中T_R为信号从A传播到B得时间，T_A为超宽带定位模块对该超宽带标签从开始计时至停止计时的总时间，也即测量过程中的信号总时间，T_replyB为该超宽带标签从接收到定位信号至发送定位反馈信号所延迟的时间。那么两点之间距离为：

其中c为光传播速度。

请参阅图48，为超宽带定位原理示意图。

除雪机通过自身的超宽带模块与各个超宽带标签之间通信，从而测算出与各个超宽带标签之间的距离，当至少测量与三个不同的超宽带标签之间的距离之后，便可以通过算法确定自身位置实现定位。

优选的，可采用Trilaterate算法进行定位。请参阅图5，为Trilaterate算法定位原理示意图。

在安装除雪机以及整套定位系统时，首先测量出三个辅助定位装置(对应于本发明中的三个超宽带标签)之间的距离，利用其中两个定位装置连线作为x轴，则可以简化为如图的数学模型，其中D(x,y)点代表除雪机上装配的超宽带定位装置，而A(0,0)，B(k,0),C(m,n)为三个辅助定位点(对应于本发明中的三个超宽带标签)的坐标，此三点的坐标可以通过A、B、C之间距离的测量获得。而三个定位装置到D点的距离分别为r1，r2，r3，可以通过超带宽定位装置测出。则除雪机的位置参数可以按照如下方式计算出：

r1²＝x²+y²

r2²＝(k-x)²+y²

r3²＝(m-x)²+(n-y)²

然后可得出x和y的数值如下：

从而最终实现对除雪机的定位。

在其中一个实施例中，对除雪机的位置进行定位的步骤之后，包括以下步骤：

超宽带定位模块将定位的位置信息反馈至除雪机上的控制模块；

控制模块根据定位的位置信息控制除雪机执行相应操作。

超宽带定位模块唤醒各个超宽带标签之后，向各个超宽带标签发送定位信号并开始计时。 各个超宽带标签分别向超宽带定位模块发送定位反馈信号，超宽带定位模块接收到定位反馈信号后停止计时。根据计时结果计算与各个超宽带标签之间的距离，从而对除雪机的位置进行定位。

超宽带定位模块将定位的位置信息反馈至除雪机上的控制模块，控制模块根据定位的位置信息进行相应动作，从而实现除雪机的自主定位并进一步进行路径规划。

通过设置于除雪机上的超宽带定位模块和分别设置于多个预设位置的各个超宽带标签，可以实现除雪机的自主定位并进一步进行路径规划。

再一种为采用在电子地图上圈定的方式来设定除雪机的工作区域，如Google地图。

用户通过手机、遥控器等其他方式,加载GOOGLE等电子地图；手机或电脑里有GPS或WIFI等定位模块，其可以在地图上快速找到自己家的位置；在自己家的GOOGLE地图上，用户圈定一个工作区域；手机或电脑把改工作区域导入到除雪机的控制器中，生成图41所示地图。工作时，根据生成的地图，在所需除雪的区域边界内经过路径规划处理规划出合理的除雪路径。

另外，还可以是不采用定位导航功能，通过远程图像提取的方式来设定除雪机的工作区域，基于视频的方式来识别工作区域。

如图49和图50所示，整个自动除雪系统包括除雪机以及用于监控除雪机工作状态的SMARTPHONE或IPAD等监控设备600，除雪机的人机交互模块包括无线通讯单元，无线通讯单元和控制模块连接，用于接收SMARTPHONE或IPAD等监控设备发出的信号并将信号传递给控制模块，控制模块根据不同的信号对除雪机100的行走方向、行走速度、工作状态等进行控制。SMARTPHONE或IPAD等监控设备600通过支架固定并设置在能够拍摄到整个工作区域的地方，先调整视域；再拍摄工作区域图片，即确定区域；然后用户在工作区域图片上划定工作区域，即区域提取，即边界线320’，提取的工作区域如图40所示。

除雪机工作时，SMARTPHONE或IPAD等监控设备600会实时监测除雪机是否在提取的工作区域内，即限定区域工作，如果不在工作区域内，则发出信号给无线通讯单元，无线通讯单元接收到信号并传递给控制模块，通过控制模块控制除雪机100改变路径。

通过远程图像设定工作区域不限于上述方式，另一个实施例中，除雪机还包括安装在其主体上的摄像/照相装置，用于获得环境图像以及接近的移动物体的图像，摄像/照相装置优选为摄像头。用户可以通过手机、电脑以及除雪机自带的遥控器等移动设备实时接收到摄像头 拍摄的图像，并且遥控除雪机行走以及除雪，控制器记录行进的路径，完成记录后自动生成地图。

如图51至53所示，为本发明优选的第三种实施方式，通过三维极坐标方案的边界设定和路径规划方案，即机器辨识物图像跟踪和激光测距以及角度测量的方式。本实施例中的除雪系统包括除雪机100和固定站点800，固定站点具有检测模块和站点无线通讯模块，其中检测模块包括激光测距模块820、云台摄像头840以及用于测量角度的传感器(如三轴加速度传感器)，对应的除雪机上设置有显著辨识物191以及机器无线通讯模块。其中，云台摄像头840水平360度可旋转，上下180度可旋转，激光测距模块820装在摄像头的旁边。云台上还装有角度传感器(图未视)，角度传感器和和摄像头840及激光测距模块820是相对静止的。固定站点上的站点无线通信模块可和除雪机通信。除雪机顶部装一具有一显著标志的辨识物191(如特定颜色或特定形状，或一局部发光体)，该辨识物面积相对除雪机的尺寸很小，且能很方便地做到图像识别。除雪机上装的机器无线通信模块，可和固定站点通信。工作区域的设定方式如下：让除雪机在固定站点，让摄像头朝向正前方，作为三维极坐标的原点；遥控或手推除雪机沿预定要清扫的边界行进一圈，在行进过程中不能让人或其它物体遮挡扫雪车辨识物；在这过程中固定站点云台调节摄像头，使除雪机辨识物图像和激光测距模块光斑对准辨识物图像的中心区域——此时记录激光测距距离L和摄像头的平面偏置角度α和竖直角度β，这样便获得了除雪机在该处的三维极坐标，通过多点采样便可得到连续的边界轨迹，形成一个封闭的边界。

GNSS(全球导航卫星系统)的使用需要卫星信号接收良好从而能够可靠地进行工作。但是，卫星信号有时会被建筑物、屋顶、遮阳篷、树叶或树遮挡。为了提高GNSS系统的接收器或信号站的准确性，从目标接收器在短距离内就可以使用。这就是所谓的差分GNSS。有几个差分技术，如经典的DGPS(或GPS)，实时运动学(RTK)和广域RTK(WARTK)。然而，从一个信号站的信号也可能被阻止，例如花园或其他工作区刚好在房子的周围。

另外，其他位置确定设备也存在类似的问题，如使用光学信标在视线可能在某些地区阻挡。如果除雪机无法正确接收来自位置确定系统的信号，除雪机将面临挑战，无法在工作区域内正确的导航以及工作区域的覆盖范围可能无法达到预期。

在这种情况下，除雪机也可以采用自身携带的惯性导航系统进行导航工作，但根据惯性导航系统的工作原理(惯性导航的工作原理是以牛顿力学定律为基础，通过测量载体在惯性 参考系的加速度，将它对时间进行积分，且把它变换到导航坐标系中，就能够得到在导航坐标系中的速度、偏航角和位置等信息。)可知，惯性导航系统属于推算导航方式，随着时间的延长，精度必然降低，并不利于除雪机长时间的工作。

因此，针对上述除雪机可能无法接收到可靠和准确的信号的情形，以及惯性导航系统中的一些问题，下面提出了一些解决措施，使得即使在信号弱的时候，除雪机仍然可以长时间可靠的工作。

以下提供一种可以解决上述问题的技术方案：

工作区域是无边界线的，如使用定位系统(如GNSS)保持在工作区域内的位置，工作区域是由坐标定义的。

除雪机上安装了位置确定装置，如GNSS(全球导航卫星系统)装置。在一个实施例中，GNSS装置是GPS(全球定位系统)装置。GNSS装置连接到控制器，从而控制器能够确定除雪机的当前位置，并且基于当前位置使用GNSS装置控制除雪机的运动。其他可实施的方式中，位置确定装置包括光(如激光)位置检测装置，其他无线电频率位置检测装置和超宽带(UWB)信号站以及接收器等等。该除雪机还设置有至少一个传感器，用于为航位推算导航提供信号。这种航位推算导航传感器可以是是里程表、加速度计、陀螺仪、电子罗盘、磁力计和指南针等等。

如图54所示，边界线或者坐标构成的一个工作区域，除雪机在工作区域进行工作。工作区域包括两部分，第一部分是被GNSS导航覆盖的区域，即GNSS导航区域；而第二部分是GNSS导航没有覆盖的区域，即被建筑物、屋顶、遮阳篷、树木或其他植物遮挡卫星信号或卫星信号比较弱的中断区域。除雪机100配置利用GNSS装置进行工作。下面以前述的其中一种除雪模式为例进行详细说明。

除雪机的GNSS装置只要能够接收到足够的卫星或足够的信号站的可靠的信号，控制器确定接收到的信号是可靠的并响应执行确定的工作模式。当除雪机的GNSS装置不能够接收可靠的卫星信号，控制器执行继续使用另一个导航系统的操作，或确定一个替代的除雪模式，即不需要定位检测的模式。

当除雪机检测到不能够确定一个可靠地位置，切换成航位推算导航，推导出计算工作,采用最后的已知位置和方向为当前的位置和假定方向,例如通过测量车轮转动的数量(或者说轮轴的转动速度和时间)确定当前位置。当然,推导出推算的技术还包括其他形式的相对导航,如 视觉/光学导航系统,SLAM(即时定位与地图构建)和指纹融合等等。

如图54中可以看到生成的操作模式B可能不同于基于GNSS的操作模式，由于传感器设备的一个误差,如罗盘或里程表用于航位推算导航。为避免或至少减少这些错误，控制器在除雪机能够可靠地接收GNSS信号时校准航位推算导航传感器。控制器检测推导出的计算导航误差和响应该误差校准推导出的计算导航传感器。控制器通过比较当前位置和期望位置，基于两者的不同来确定无导航误差。

图54以除雪机在工作区域内沿着平行线的路径为示例，除雪机在GNSS装置接收的信号的导引下在工作区域内行走，行走的平行路线长度相等。除雪机进入中断区域，控制器切换到航位推算导航，由此产生的除雪路径B几乎为平行线。然而,根据运动路线之间的角度和已经行驶的距离(即在中断区域的大小)，除雪机将重新进入GNSS导航区域，也就是说,当它再次能够接收可靠信号,比较其当前位置和期望位置。C点为除雪机重新进入GNSS导航区域的位置，此时重新进入GNSS导航区域确定当前位置到期望位置的距离Δ。期望位置根据除雪机失去GNSS导航的时间、行走的平均速度来确定以及除雪工作的参数(或操作模式)来确定。

如果控制器计算出误差Δ是可以忽略的,控制器使航位推算导航传感器校准。当然，控制器也可以确定航位推算导航传感器基于另一个导航参数的校准。导航参数不限于上述的位置,还可以是行驶方向,速度,加速度和倾斜角度等等。例如,除雪机重新回到GNSS导航区域,它可能根据位置确定装置确定当前速度，将当前速度和由航位推算导航模块计算出的速度进行比较，确定误差是否可以忽略不计,并相应地进行调整。

通过控制器可以不断的校准传感器。一般情况下，误差只要能够被检测到，就不能视为可忽略的。如果是可忽略的误差，相应的设置调整的比率。调整可以由用户或控制器/运营商或除雪机的设计师来执行。

如果除雪机后续再次进入中断区域,航位推算导航传感器将校准和由此产生的除雪路径,如图中位置D,更类似于GNSS导航下的除雪路径。随着除雪机再次重返GNSS区域,如图中位置E,除雪机将接近其期望位置。

在另一个实施方式中,除雪机能够根据检测到的误差Δ来修正其位置和/或方向。这里的修正可以是除雪机朝向期望的运动路线行驶，如图中的参考线EL,在除雪路径中返回到期望的位置。从而能够将除雪机的航位推算导航传感器在航位推算导航的误差的影响降到最低。

由上，即使工作区域内的有些部分不能接收到可靠地GNSS信号，除雪机也能够执行和 完成符合要求的工作。

本实施例中，卫星信号可以为GPS信号或北斗导航信号等导航定位信号。

前述的两种优选的实施例中，工作模块还可以包括扫雪机构120、推雪机构160等工作头机构中的一种或者多种以及驱动这些机构进行工作的工作马达等，也可能包括扫/推雪高度调节机构。工作头机构可以根据需要来更换，或者是自动更换。以手动更换为例，除雪机300包括主机110以及与主机110可拆卸配合的除雪机构120、抛雪机构140、推雪机构160中的一个或多个，除雪机200的主机110安装不同的工作头机构便相应的执行该工作模式，即主机110安装除雪机构120，相应的除雪机100执行扫雪模式；主机110安装抛雪机构140，相应的除雪机100执行抛雪模式；主机110安装推雪机构160，相应的除雪机100执行推雪模式。不同的除雪模式对应不同的工况，比如扫雪对应薄雪情况，推雪对应中或厚雪情况，抛雪则适合各种厚度的雪，最优是中或厚雪情况。

前述实施方式里以抛雪机为例进行说明，当然本领域技术人员可以进行简单的替换，如前述的实施方式也可以是扫雪机或者推雪机，即只是对应的工作头不同，其它的模块都可以参考。具体的工作头如图55所示，工作头机构为扫雪机构，扫雪机构120包括滚刷122、安装于滚刷122外围的防护罩124以及驱动滚刷122旋转的工作马达(图未视)，滚刷122随着除雪机100的行进而高速旋转，从而将雪清扫到除雪机100的前方。其中，工作马达可以通过一些常见的传动机构驱动滚刷旋转，如锥齿轮机构、涡轮蜗杆机构等。滚刷122转速小于1000转/分钟，优选的小于等于300转/分钟。滚刷的材质大多为尼龙，也可以是塑料、橡胶、毛织物等非金属材料，以防止误碰的时候不会伤人。滚刷122旋转的方向可以是顺时针方向也可以是逆时针方向，旋转方向不同，抛雪的方向和距离会有不同。如沿图55示箭头方向，高速旋转的滚刷122带着雪自滚刷的上方抛出，若沿着箭头的反方向，则雪会由滚刷122的下方抛出。为了使抛雪更加安全，防护罩124沿着切线方向向滚刷的前部延伸一段距离，形成防护板1242，能够引导随着滚刷124旋转的雪向下方抛出。优选的，防护板1242相对于竖直方向的抛雪角度α在20°至70°之间，既不会导致雪堵在防护罩124内，又能保证抛雪的安全，还不会影响扫雪的效率，当然，为了使得扫雪效率最优，抛雪角度最好在45°至65°之间。另外，为了防止除雪机行进中振动大，可以在除雪机构类的除雪工作头和主机110之间设置减振机构126，具体的，减振机构126可以是减振弹簧，减振弹簧的一端连接在防护罩124上，另一端连接在主机110上，结构简单，安装方便。

如图56和图57所示，推雪机构160包括推雪铲162，推雪铲162大致内凹，其一端抵在地面上，随着除雪机100的行进而将雪推到固定的地点，并且根据不同的状况，可以调节推雪铲162相对于地面的高度。

前述的三种工作头机构都可以实现可拆卸的安装于除雪机100的主机110上。具体的，参考图57，主机110的一侧设置连接部112，连接部112上具有供电接口，相应的除雪机构120和抛雪机构140具有对应的供电接口，而推雪机构160不需要供电，不需要设置供电接口，因此将除雪机构120和抛雪机构140连接到连接部112即实现了与主机的电连接，其工作马达即可由主机内的能量模块供电。优选的，除雪机构120、抛雪机构140以及推雪机构160这三个工作头机构与主机110之间为枢转连接，通过销钉或者螺栓连接并且能够相对于主机110枢转。

根据工作头机构的不同，除雪机还具有自动识别工作头的功能，如图58所示，三个工作头机构与主机的连接部上分别在不同的位置上装有识别装置，识别装置可以构造为磁铁或者触发开关或者通讯接口等，不同的工作头机构与主机连接产生不同的信号反馈给控制模块，控制模块根据接收到的信号的不同判断出工作头的形式并自动执行与该工作头对应的控制方式，比如调整马达转速、行走速度等等。以信号开关为例，主机的连接部112上设置三个信号开关114，除雪机构120连接到主机的连接部上能够触发第一个信号开关，抛雪机构140连接到主机的连接部上能够触发第二个信号开关，推雪机构160连接到主机的连接部上能够触发第三个信号开关，根据触发的开关信号不同，控制模块即执行与接收到的触发信号相对应的控制模式。本发明中优选的除雪机配置三个工作头机构，最少可设置两个信号开关即可实现三个工作头的识别。当然，可以根据需要配置更多的工作头，对应的设置多个信号开关来识别不同的工作头。另外，也可用通信模式的方式，也就是工作头内有PCB，其可和主控部分通信，可通过通信方式告诉主控工作头是什么模块。

为了使主机内的各个模块以及相关的零部件在冰雪的低温环境下不受温度的影响，保持较高的运行效率，需要将主机内的一些模块以及相关的零部件保持在一个理想的温度范围。如图59所示，本实施方式中优选的，在主机壳体上全部或部分覆盖电加热保温材料130，如固体电热饼，其填充是保温棉(如；石棉等其他的)，其加热保温的工作原理是：用双控温电热储能式结构,逐渐释放热能。内设自动过热保护装置及自动保温指示装置,一个由PTC热敏电阻开关控制的小电炉，PTC是正温度系数的热敏电阻，当电流通过时自身会发热(电炉的 热量也会传导给它的)，当温度到达一定值时，它的电阻会急剧增大，可以视为断开，此时停止消耗电能，之后靠保温棉的保温来缓慢放热，保温时间长。如此，只需除雪机在充电时即进行加热，之后通过电加热保温材料对主机进行保温，从而防止电池以及控制器等元部件在低温状态下工作。

电加热保温材料130也可以是液体的，采用电极式加热方法，优质控温与热熔断器双重温控保险。正常情况下液体温度达到65度时温控器会自动切断电路，停止加热，通过里面化学物质的接触，产生的热量，温度大约40℃左右。使用液体储能发热剂，加热升温迅速，一次性加入液体，永久使用，具有使用寿命长，保温持久等优势。另外，还可以使用锂电池功能，内部发热片发热，温度能达到50℃左右。

上述电加热保温材料130设置在主机壳体上，即可以包覆在主机壳体的外部，也可以位于主机壳体的内部，根据主机壳体的形状来构造，并随着主机壳体一起安装。在另一种实施方式中，如图60所示，电加热保温材料130’仅临近电池以及控制器设置，控制器为整个除雪机的核心部件，而电池应当避免其在低温下放点或者充电，因此至少需要对电池盒控制器进行保温。电加热保温材料最好设置于电池和控制器的底部，以利于温度自下而上的保持。

如前所述，除雪机为自动抛雪机时，地面的雪由刮雪组件收集到抛雪机构中然后向外抛出。在刮雪组件收集地面积雪的过程中，会收集到雪以及雪中的夹杂物。在将雪向外抛出的过程中，雪以及夹杂物一同被向外抛出。当抛出物(包括雪以及夹杂物)的能量过高，则会砸伤其附近的人或物。为避免此类事件的发生，本发明提供了三种解决方案。第一种方案为在抛雪机上设置障碍检测装置等障碍传感组件，控制模块根据障碍传感组件传递的信号控制抛雪组件144向无人或物的区域抛雪或停止抛雪。第二种方案为控制抛出物的能量，使得其在安全能量范围内，从而彻底避免对位于其附近的人或物的伤害。第三种方案为将第一种方案和第二种方案同时应用于抛雪机。以下重点介绍第二种方案。

被抛出物之所以能够对在除雪机附近的人或物造成伤害，是因为其在接触到人或物时，具有一定的速度和一定的质量，即具有一定的冲量。结合对人和物的研究，该冲量要低于0.041kg·m/s才不会对人或物造成伤害。以下分别对影响冲量的两个因素质量M和接触到人或物时具有的速度V进行分析。

针对质量M，当雪中夹杂着石子、钢球等高密度的夹杂物时，这些夹杂物具有较大的质量，相应地，冲量较大，对人或物造成的伤害较大。因此，需要重点研究可能夹杂在积雪中 且可能被除雪机收集并抛出的质量大的物体是多大重量的夹杂物。根据对地面情况的研究和除雪机结构的研究，能被积雪夹杂进入除雪机并被抛出的可能情形为夹杂物约重0.001kg。其中，典型的情形是直径为6.35mm左右的钢球。根据冲量公式：I＝M×V，该夹杂物的速度V不能高于41m/s。

针对速度V，被抛出物在接触到附近的人或物时其速度V取决于以下因素：1)被抛出物离开抛雪机构时具有的初始速度V0；2)被抛出物在离开抛雪机构后要到达附近的人或物需要跨越的距离D；3)被抛出物在跨越距离D的过程中，克服自身重力和空气阻力而产生的速度衰减V’。基于此，被抛出物接触到附近的人或物时的速度V＝V0-V’。因此，为避免砸伤人或物V0-V’≦41m/s。为满足该需求，可以采取的手段包括改变V0或V’中的至少任意一个。以下，结合影响V0和V’的因素，对改变V0和V’的手段进行介绍。

针对V’，其与被抛出物到达人或物所需跨越的距离D相关。距离D越大，克服空气阻力和自身重力产生的速度衰减越大，V’越大；反之，距离D越小，V’越小。根据本实施例的研究，在近距离内，人或物出现的频率最高的位置为距离除雪机机身外沿750mm±50mm。若能保证在距离D＝750mm±50mm位置上，人或物不被砸伤，则基本能保证除雪机附近的人或物不会被抛出物砸伤。因为，更近的距离出现的概率小，且有其他保护人或物不被抛出物砸伤的方式。更远的距离则速度衰减V’更大，被抛出物到达人或物时的速度更小，也不会出现被抛出物砸伤的情形。由于距离D为700mm至800mm之间，该数值非常的小，可以忽略在这段距离内重力和空气阻力对被抛出物的速度产生的衰减V’。即认为V’≌0。基于此，V0≦41m/s，即被抛出物离开抛雪机构的速度小于或等于41m/s。

针对V0，其与抛雪机构的工作速度相关。在抛雪机构的动力不足的情况下，V0小于抛雪机构的工作速度；在抛雪机构的动力足够大的情况下，初始速度V0与抛雪机构的工作速度相同。抛雪机构包括动力组件和抛雪导向组件，动力组件将地面的积雪及其夹杂物收集到抛雪机构中，经抛雪导向组件后抛向抛雪导向组件所引导的方向。抛雪导向组件对被抛出物的抛出方向进行调节。可以为导向筒，如抛雪筒；也可以为导向板等各种对抛雪方向进行引导和改变的导向组件。由于被抛出物在抛雪导向组件的行程短，其对被抛出物速度的衰减忽略。因此，被抛出物的初始速度V0约等于动力组件的工作速度。动力组件可以包括一级动力或多级动力。在抛雪机构仅包括一级动力的情况下，初始速度V0基本等于第一级动力部件的工作速度，此种情形下，第一级动力部件的工作速度V1≦41m/s。在抛雪机构包括两级 动力的情况下，初始速度V0基本等于第二级动力部件的工作速度，此时第二级动力部件的工作速度V2≦41m/s，相应地，第一级动力部件的工作速度更小。动力组件还可以包括更多级动力，被抛出物的初始速度约等于动力组件的最后一级动力部件的工作速度。无论动力组件包括几级动力部件，第一级动力部件通常为刮雪组件。本实施例中，以抛雪机构仅包括一级动力的情况对刮雪组件的结构设计进行说明。

刮雪组件可以为类圆柱形的螺旋状集雪轮，也可以为类圆柱形的扫雪滚刷，还可以为任意其他形状，如铲形等。当刮雪组件为类圆柱形时，其通过绕中心轴线转动将地面的积雪收集到抛雪机构中并进一步抛出。当刮雪组件为其他形状时，其可通过杠杆或连杆等运动将地面的积雪收集到抛雪机构中并进一步抛出。本实施例中，刮雪组件为类圆柱形，其工作速度为刮雪组件的最大线速度，即V1＝ω×r。其中ω＝2πn。即V1＝2πn×r。因此，2πn×r≦41m/s为刮雪组件的设计目标。在此设计目标下，本实施例提供以下几种组合的可能性，本发明并不限于以下几种可能性。

在上述设计的结果下，被抛出物在接触到人或物时的冲量大小如下表。

以下对自动行走除雪设备的行走路径进行说明。自动行走除雪设备自动沿规划的路径行走，并产生行走轨迹。定义除雪机在整个工作区域内产生的行走轨迹的集合为行走轨迹集，包括多条相互平行或成角度的行走轨迹。在第一种情况下，在除雪机的行走轨迹集中，至少有两条相互基本平行的第一行走轨迹和第二行走轨迹。基本平行指的是两条轨迹之间的夹角小于或等于10°。在第二种情况下，第一行走轨迹与第二行走轨迹相邻，且相互重叠，重叠宽度为d，以避免相邻的两条行走轨迹之间还有余雪没有被扫净。第三种情况下，第一行走轨迹和第二行走轨迹的最大重叠宽度为dmax，最小重叠宽度为dmin，第一行走轨迹和第二行走轨迹中最短者的长度为L，基本平行指的是两条轨迹之间的夹角小于或等于(dmax-dmin)/(180*π*L)，dmin≧0。

以下结合图61-66介绍另外一种设计思路下的除雪机、除雪机系统、以及除雪机的控制方法。

请参阅图61所示，图61为一实施例中自移动设备控制方法的示意图，在该实施例中，自移动设备上可以设置有可转向的抛物装置以及数个各自对应不同探测位置的障碍物传感器，例如当自移动设备为抛雪机时，抛物装置可以为抛雪筒，障碍物传感器可以为超声波传感器。

该方法可以包括：

AS102：接收数个障碍物传感器的信号。

具体地，可以在自移动设备上设置一控制器以及数个障碍物传感器，该控制器可以实时接收数个障碍物传感器的信号，例如当障碍物传感器在其侦测范围内侦测到障碍物时，则向该控制器发送信号。

AS104：根据所接收的障碍物传感器的信号判断与当前抛物方向相对应的障碍物传感器是否探测到障碍物。

具体地，可以对数个障碍物传感器进行编号，例如图62所示，图62为一实施例中自移动设备的示意图，该自移动设备上设置有7个障碍物传感器，在其他实施例中，该自移动设备上还可以设置有5个、8个、10个、12个障碍物传感器等，该7个障碍物传感器分别位于该自移动设备的四周，以保证可以侦测到该自移动设备周围的障碍物。控制器可以根据接收的障碍物传感器的信号判断与当前抛物方向相对应的障碍物传感器是否探测到障碍物。

AS106：如果与当前抛物方向相对应的障碍物传感器探测到障碍物，则控制抛物装置转向，使得抛物方向为未探测到障碍物且是所述自移动设备未处理的区域的方向。

当与当前抛物方向相对应的障碍物传感器探测到障碍物时，则需要改变抛物装置的抛物方向，但是如果改变后的抛物方向指向自移动设备已处理的区域，则会造成自移动设备先前的工作无效，例如当自移动设备为抛雪机时，如果当前抛雪方向为第一方向，第二方向指向自移动设备已处理的区域，当第一方向上存在障碍物时，如果此时抛物装置的抛物方向设置为第二方向，则会导致抛雪机向已清扫区域抛雪，从而以前清扫的工作无效，还需重新清扫。本实施例为了解决该问题，在重新设置抛雪方向时，首先判断与未探测到障碍物的障碍物传感器相对应的方向是否指向自移动设备已处理的区域，如果有与未探测到障碍物的障碍物传感器相对应的方向不是指向自移动设备已处理的区域，则将抛物方向设置为与未指向自移动设备已处理的区域的相对应的障碍物传感器的方向。

AS108：如果与当前抛物方向相对应的障碍物传感器未探测到障碍物，则保持当前抛物方向不变，并继续步骤AS102，接收数个障碍物传感器的信号。

上述自移动设备控制方法，通过接收设置在自移动设备上的数个障碍物传感器的信号，实时判断出当前抛物方向是否存在障碍物，如果不存在则及时将抛物方向设置为未探测到障碍物且是所述自移动设备未处理的区域的方向，从而可以实现智能控制，及时地控制抛物方向，以将物体抛到其他物体上或者抛到已处理的区域，造成危险或重复工作。

请再次参阅图62所示，设置抛物装置的初始抛物方向为第一方向，即第七障碍物传感器所指向的方向，此时由于该自移动设备还未开始工作，因此不存在自移动设备已处理的区域，所以不需要预先判断与未探测到障碍物的障碍物传感器相对应的方向是否指向自移动设备已处理的区域，因此在该实施例中，可以包括：在自移动设备行走前，接收数个障碍物传感器的信号。根据所接收的障碍物传感器的信号判断与初始抛物方向相对应的障碍物传感器是否探测到障碍物。如果与初始抛物方向相对应的障碍物传感器探测到障碍物，则将抛物方向设置为与未探测到障碍物的障碍物传感器相对应的方向。因此，在本实施例中，可以保证在自移动设备行走前，可以根据周围环境预先设置一抛物方向。

请参与图63所示，图63为图61的实施例中步骤AS106的处理流程图。在该实施例中，将抛物方向设置为未探测到障碍物且是自移动设备未处理的区域的方向的步骤可以包括：判断除与当前抛物方向相对应的障碍物传感器以外的障碍物传感器是否探测到障碍物。如果有障碍物传感器未探测到障碍物，则判断与该未探测到障碍物的障碍物传感器相对应的方向是否指向自移动设备未处理的区域。如果与该未探测到障碍物的障碍物传感器相对应的方向指向自移动设备已处理的区域，则继续判断除与当前抛物方向相对应的障碍物传感器以外的障碍物传感器是否探测到障碍物直至判断出其中一个障碍物传感器器未探测到障碍物且与该障碍物传感器相对应的方向指向所述自移动设备未处理的区域，并将相应方向设置为所述抛物方向。

例如，可以参见图63所示，假设与当前抛物方向相对应的障碍物传感器为第七障碍物传感器，当第七障碍物传感器探测到障碍物时，可以首先按照步骤AS302：判断第一障碍物传感器是否探测到障碍物，如果第一障碍物传感器没有探测到障碍物，则继续步骤AS304：判断与第一障碍物传感器相对应的方向是否指向自移动设备未处理的区域。如果第一障碍物传感器也探测到障碍物，则继续步骤AS306：判断第二障碍物传感器是否探测到障碍物，如果此时第二障碍物传感器未探测到障碍物，则继续步骤AS308：判断与第二障碍物传感器相对应的方向是否指向自移动设备未处理的区域，否则继续判断第三障碍物传感器是否探测到障碍物，依此类推，直到判断至最后一个障碍物传感器，即步骤AS310：判断第N障碍物传感器是否探测到障碍物。在上述的判断过程中当存在一个障碍物传感器未探测到障碍物且与该障碍物传感器相对应的方向未指向自移动设备已处理的区域时，则可以停止判断，并将相应方向设置为抛物方向。例如图63中，步骤AS314或者步骤AS316或者步骤AS318所示，如 果与该未探测到障碍物的障碍物传感器相对应的方向指向自移动设备未处理的区域，则将抛物方向设置为与该未探测到障碍物的障碍物传感器相对应的方向。

上述的方法中是串行进行的，即依次判断所有的障碍物传感器，在其他的实施例中，还可以并行判断所有的障碍物传感器，在此不再赘述。

在其中一个实施例中，请参阅图64所示，图64为图61的实施例中步骤AS106的另一处理流程图。在该实施例中步骤AS302至步骤AS318与上文所述一致，在此不再赘述。在该实施例中，如果所有的障碍物传感器均探测到障碍物，或者与未探测到障碍物的障碍物传感器相对应的方向均是所述自移动设备未处理的区域的方向，则继续步骤AS320：控制自移动设备停机预设时间后，继续执行根据所接收的障碍物传感器的信号判断与当前抛物方向相对应的障碍物传感器是否探测到障碍物的步骤。这样当自移动设备四周均存在障碍物或者自移动设备未处理的区域所对应的方向均存在障碍物时，控制自移动设备停机预设时间，待自移动设备的四周的障碍物被清除后，再进行工作。

在其中一个实施例中，请参阅图65所示，图65为图64中的所示的实施例中的控制自移动设备停机预设时间的步骤后的处理流程图。例如在步骤AS320：控制自移动设备停机预设时间之后，还可以继续步骤AS502：判断第一障碍物传感器是否探测到障碍物。如果第一障碍物传感器探测到障碍物，则继续步骤AS506：判断第二障碍物传感器是否探测到障碍物。如果第二障碍物传感器也探测到障碍物，则判断第三障碍物传感器是否探测到障碍物，依此类推，直到判断至最后一个障碍物传感器，即继续步骤AS510：判断第N障碍物传感器是否探测到障碍物。其中N为正整数，例如在图62中所示的实施例中，N为7，代表设置在自移动设备上的障碍物传感器的个数。如果第一障碍物传感器没有探测到障碍物，则继续步骤AS504：判断与第一障碍物传感器相对应的方向是否指向自移动设备未处理的区域。如果与第一障碍物传感器相对应的方向指向自移动设备未处理的区域，则继续步骤AS514：将相应方向设置为抛物方向。如果第二障碍物传感器没有探测到障碍物，则继续步骤AS508：判断与第二障碍物传感器相对应的方向是否指向自移动设备未处理的区域。如果与第二障碍物传感器相对应的方向指向自移动设备未处理的区域，则继续步骤AS516：将相应方向设置为抛物方向。同理，如果第N障碍物传感器没有探测到障碍物，则继续步骤AS512：判断与第N障碍物传感器相对应的方向是否指向自移动设备未处理的区域。如果与第N障碍物传感器相对应的方向指向自移动设备未处理的区域，则继续步骤AS518：将相应方向设置为抛物方向。 但是若所述自移动设备停机预设时间后，所有的障碍物传感器均探测到障碍物，或者与未探测到障碍物的障碍物传感器相对应的方向均是所述自移动设备已处理的区域的方向，则执行步骤AS520：控制所述自移动设备后退预设距离后，重新规划该自移动设备的行走路径。

在该情况下如果经过停机后所有的障碍物传感器均探测到障碍物，或者与未探测到障碍物的障碍物传感器相对应的方向均是所述自移动设备已处理的区域的方向，则当前自移动设备是无法正常工作的，因此可以重新规划该自移动设备的行走路径。

其中，在实际应用中，该方法可以包括以下步骤：如果除与当前抛物方向相对应的障碍物传感器以外的障碍物传感器均探测到障碍物，则控制自移动设备停机预设时间后，继续根据所接收的障碍物传感器的信号判断是否存在未探测到障碍物的障碍物传感器。在该实施例中，由于所有的障碍物传感器均探测到障碍物，即该自移动设备的周围均存在障碍物，则该自移动设备此时不能抛物，因此控制自移动设备停机，一般可以设置停机2分钟、3分钟、4分钟等时间段后再判断障碍物触发器是否仍探测到障碍物。如果有未探测到障碍物的障碍物传感器，则继续判断与未探测到障碍物的障碍物传感器相对应的方向是否指向自移动设备未处理的区域。此时，如果存在未探测到障碍物的障碍物传感器且与未探测到障碍物的障碍物传感器相对应的方向指向自移动设备未处理的区域，则可以将抛物方向设置为该方向。如果与未探测到障碍物的障碍物传感器相对应的方向仍均指向自移动设备已处理的区域，则控制自移动设备后退预设距离后，重新规划该自移动设备的行走路径。具体地，如果停机预设时间后，所有的障碍物传感器不是探测到障碍物，就是与未探测到障碍物的障碍物传感器相对应的方向仍均指向自移动设备已处理的区域，则当前自移动设备时无法正常工作的，因此可以重新规划该自移动设备的行走路径。如果此时有与未探测到障碍物的障碍物传感器相对应的方向指向自移动设备未处理的区域，则将抛物方向设置为任一与指向自移动设备未处理的区域的相对应的障碍物传感器的方向。

另外，在实际应用中，该方法还可以包括以下步骤：如果与未探测到障碍物的障碍物传感器相对应的方向均指向自移动设备已处理的区域，则控制自移动设备停机预设时间后，继续根据所接收的障碍物传感器的信号判断是否存在未探测到障碍物的障碍物传感器。在该实施例中，由于所有的障碍物传感器均探测到障碍物，即该自移动设备的周围均存在障碍物，则该自移动设备此时不能抛物，因此控制自移动设备停机，一般可以设置停机2分钟、3分钟、4分钟等时间段后再判断障碍物触发器是否仍探测到障碍物。如果有未探测到障碍物的 障碍物传感器，则继续判断与未探测到障碍物的障碍物传感器相对应的方向是否指向自移动设备未处理的区域；此时，如果存在未探测到障碍物的障碍物传感器且与未探测到障碍物的障碍物传感器相对应的方向指向自移动设备未处理的区域，则可以将抛物方向设置为该方向。如果与未探测到障碍物的障碍物传感器相对应的方向仍均指向自移动设备已处理的区域，则控制自移动设备后退预设距离后，重新规划该自移动设备的行走路径。具体地，如果停机预设时间后，所有的障碍物传感器不是探测到障碍物，就是与未探测到障碍物的障碍物传感器相对应的方向仍均指向自移动设备已处理的区域，则当前自移动设备时无法正常工作的，因此可以重新规划该自移动设备的行走路径。如果此时有与未探测到障碍物的障碍物传感器相对应的方向指向自移动设备未处理的区域，则将抛物方向设置为任一与指向自移动设备未处理的区域的相对应的障碍物传感器的方向。

另外，需要说明的是在抛物装置转向时，该自移动设备可以工作也可以不工作，例如当自移动设备为抛雪机时，在抛雪筒转向时，抛雪机可以继续行走清扫路面上的雪。此外，当两个或两个以上障碍物传感器探测到障碍物时，系统可以计算合适的方向来控制抛物装置转向。

请参阅图66所示，图66为一实施例中自移动设备控制系统的结构示意图，在该实施例中，自移动设备上设置有可转向的抛物装置以及数个障碍物传感器，该系统可以包括信号接收模块A110、信号处理模块A120以及信号输出模块A130。该信号处理模块A120的输入端与信号接收模块A110的输出端相连接，该信号输出模块A130的输入端与信号处理模块A120的输出端相连接。该信号接收模块A110用于接收数个障碍物传感器的信号，该信号处理模块A120用于根据所接收的障碍物传感器的信号判断与当前抛物方向相对应的障碍物传感器是否探测到障碍物，该信号输出模块A130用于当与当前抛物方向相对应的障碍物传感器探测到障碍物时，使抛物装置转向，使得抛物方向为未探测到障碍物且不是自移动设备已处理的区域的方向。该三个模块的具体的工作方式和处理流程可以参见上文所述，在此不再赘述。

在其中一个实施例中，所述信号处理模块包括障碍物传感器判断单元A121和区域判断单元A122，该障碍物传感器判断单元A121的输入端与信号接收模块A110的输出端相连接，该区域判断单元A122的输入端与所述障碍物传感器判断单元A121的输出端相连接，该障碍物传感器判断单元A121用于判断除与当前抛物方向相对应的障碍物传感器以外的障碍物传感器是否探测到障碍物，该区域判断单元A122用于在有障碍物传感器未探测到障碍物时， 判断与该未探测到障碍物的障碍物传感器相对应的方向是否指向所述自移动设备未处理的区域。

在其中一个实施例中，信号输出模块A130还用于在所有的障碍物传感器均探测到障碍物，或者与未探测到障碍物的障碍物传感器相对应的方向均是所述自移动设备已处理的区域的方向时，控制所述自移动设备停机预设时间后，再根据所接收的障碍物传感器的信号判断与当前抛物方向相对应的障碍物传感器是否探测到障碍物；且当所述自移动设备停机预设时间后，所有的障碍物传感器均探测到障碍物，或者与未探测到障碍物的障碍物传感器相对应的方向均是所述自移动设备已处理的区域的方向，则控制所述自移动设备后退预设距离后，重新规划该自移动设备的行走路径。

以下结合图67-68介绍在第三种设计思路下的抛雪方法和抛雪系统。本发明提供一种抛雪方法，可以实现顺风抛雪，避免出现逆风抛雪，或将逆风抛雪效果控制在可接受程度之内，从而保证抛雪效果，提高工作效率。

如图67所示，一种抛雪方法，包括：

步骤BS110、获取抛雪时风的风向。

抛雪机启动作业后，需要及时确定当前作业环境下的风向。具体地，可利用已有的风速、风向检测仪获取风向。风向检测本身是成熟的技术，此处不作过多展开。利用该检测仪，还可以同时检测到风力大小。

风向检测到之后，通过无线或有线通信的方式发送给抛雪方向控制模块，作为后续调整抛雪方向的依据之一。

抛雪机启动作业后，若风向基本固定，风力基本不变，或者风向基本固定，仅风力大小发生时：利用检测仪可以直接检测并获取到该风向，然后作为抛雪时风的风向，即作为后续调整抛雪方向的依据之一。

当风向飘忽不定，风力不变或变化时：步骤BS110具体包括：获取预定时间段内的多个风向的风的风力及风向；选取最大风力的风的风向；将最大风力的风向作为抛雪时风的风向。

最大风力的风向是影响抛雪的主风向，因此也将是抛雪的主方向的调整基准。以此作为调整基准，才能够保证抛雪时不会逆风抛雪，有效地实现顺风抛雪。

由于抛雪时，抛出的雪具有一定的初速度，而该初速度对保持抛雪方向有一定的作用。因此，风力较大时才可能明显影响抛出的雪；而当风仅仅是风向不变的微风或者风向多变的 微风时，该风虽然存在，但不一定会影响抛雪，换言之，此时即便是逆风抛雪，也并不会影响除雪效果。

因此，进一步地，当风向飘忽不定，风力不变或变化时，还包括步骤：判断最大风力是否超过预定阀值；判断为是，则将所述最大风力的风向作为抛雪时风的风向，判断为否时，可任意选取一个风向或不选取任何风向作为所述抛雪时风的风向。

此处的预定阀值是根据抛雪初速度而定的适合的风力阀值。如果风力超过该阀值，则将该风力所对应的风向作为抛雪时的风向，即作为后续调整的基准。如果多个风向的风的风力均较小，则可以任意选取一个风向作为所述抛雪时风的风向。不选取任何风向，此时，抛雪方向将维持不变。

步骤BS120、获取当前的抛雪方向。

具体地，可以利用安装在抛雪机构上的检测角度的传感器来获取抛出的雪的抛出角度。如抛雪机构为抛雪头旋转机构时，旋转机构里可装有检测角度的传感器(如旋转电位器)，由步进电机控制旋转，以调整抛雪方向。

步骤BS130、获取所述风向与抛雪方向之间的角度差异。

利用角度判断子模块计算出向与抛雪方向之间的角度差异。

步骤BS140、调整所述抛雪方向，使抛雪方向与风向之间的角度差异在预定范围内。

具体地，抛雪方向与风向之间的角度差异在预定范围内包括：将所述抛雪方向调整为与风向一致，此时，二者之间无角度差异，即差异为零。

调整抛雪方向的方式至少包括：

旋转抛雪机构以改变抛雪方向。如通过转动抛雪机构，改变雪被抛出时的角度。

本发明的抛雪方法，还可以包括以下步骤:

步骤BS150、当风向改变时获取风向改变后风的风力。

抛雪机在正常抛雪过程中，依照已经确定好的抛雪方向进行抛雪，能够实现顺风抛雪，避免出现逆风抛雪，即便出现逆风抛雪，也能够控制在可以接受的程度之内。

但正常抛雪过程中，风向仍可能会发生变化。而风向改变后，风力可能发生变化或不变，对抛雪可能有影响，也可能无影响。因此，本步骤中，获取风力之后可以作为后续调整抛雪方向的基础。

步骤BS160、判断所述风力是否超过预定阀值。具体地，此处的预定阀值是根据抛雪初

步骤BS170、判断为是，进入所述调整所述抛雪方向，使抛雪方向与风向之间的角度差异在预定范围内的步骤，判断为否，不调整所述抛雪方向。

如果风向改变后的风力超过预定阀值，则调整抛雪方向，使抛雪方向与风向之间的角度差异在预定范围内，即执行步骤BS130。

而当风向改变后的风力小于预定阀值，则不调整抛雪方向，抛雪方向将维持不变，此时也不会影响抛雪效果。当然，也可以根据依据改变后的风向调整抛雪方向。

当风向改变后的风力小于预定阀值，不调整抛雪方向，抛雪方向维持不变时，为了避免由于设备误差影响抛雪效果，此时，可以加大雪被抛出时的初速度。

参图68，本发明还提出一种抛雪系统B100，包括：

风向获取模块B110，用以获取抛雪时风的风向。

抛雪方向检测模块B120，用以获取当前的抛雪方向。

角度判断模块B130，用以获取所述风向与抛雪方向之间的角度差异。抛雪方向控制模块B140，用以调整所述抛雪方向，使抛雪方向与风向之间的角度差异在预定范围内。

上述抛雪系统，风向获取模块B110获取抛雪机作业环境下的风向，然后抛雪方向检测模块B120检测到当前的抛雪方向，利用角度判断模块B130计算出风向与抛雪方向之间的角度差异。然后抛雪方向控制模块B140则控制抛雪方向，使抛雪方向与风向之间的角度差异在预定范围内。这样，使抛雪机能够实现顺风抛雪，或者即便是逆风抛雪，但可控制在可接受程度之内。

进一步地，抛雪方向控制模块B140调整所述抛雪方向的方式为：旋转抛雪机构以改变抛雪方向。

进一步地，风向获取模块B110还用于：获取风向改变后的风力；判断所述风力是否超过预定阀值。当风力超过预定阀值时，抛雪方向控制模块B140调整所述抛雪方向，使抛雪方向与风向之间的角度差异在预定范围内。当风力未超过预定阀值时，抛雪方向控制模块B140维持抛雪方向不变或者依据改变后的风险调整抛雪方向。

当风力未超过预定阀值时，抛雪方向控制模块B140维持抛雪方向不变时，抛雪方向控制模块B140还用以：加大雪被抛出时的初速度，以保证抛雪不受逆风的影响。

进一步地，风向获取模块B110还被用于：获取预定时间段内的多个风向的风的风力及风向；选取最大风力的风的风向；将所述最大风力的风向作为抛雪时风的风向。风向获取模块B110还被用于：判断所述最大风力是否超过预定阀值；判断为是，则将所述最大风力的风向作为抛雪时风的风向，判断为否时，任意选取一个风向作为所述抛雪时风的风向。

此处的预定阀值是根据抛雪初速度而定的适合的风力阀值。如果风力超过该阀值，则将该风力所对应的风向作为抛雪时的风向，即作为后续调整的基准。如果多个风向的风的风力均较小，则可以任意选取一个风向作为所述抛雪时风的风向。也可以不选取任何风向，此时，抛雪方向将维持不变。如此，在风向飘忽不定，风力不变或变化时，风向获取模块B110可以快速确定作为调整基准的风向。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是在本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (16)

1.一种自动行走除雪设备，其特征在于，包括：

行走模块，驱动除雪机移动；

工作模块，包括工作马达和由工作马达驱动的抛雪机构，所述抛雪机构在工作马达的驱动下收集地面的积雪以及夹杂物并抛出抛雪机构；

控制模块，配置为控制工作马达的转速使夹杂物离开抛雪机构时的速度不高于41m/s。

2.根据权利要求1所述的自动行走除雪设备，其特征在于，所述夹杂物离开抛雪机构时的速度不高于20m/s。

3.根据权利要求2所述的自动行走除雪设备，其特征在于，所述夹杂物离开抛雪机构时的速度为17.8m/s±1m/s。

4.根据权利要求2所述的自动行走除雪设备，其特征在于，所述夹杂物离开抛雪机构时的速度为16.8m/s±1m/s。

5.根据权利要求2所述的自动行走除雪设备，其特征在于，所述夹杂物离开抛雪机构时的速度为14.2m/s±1m/s。

6.根据权利要求2所述的自动行走除雪设备，其特征在于，所述夹杂物离开抛雪机构时的速度为12.5m/s±1m/s。

7.一种自动行走除雪设备，其特征在于，包括：

行走模块，驱动除雪设备移动；

工作模块，包括工作马达和由工作马达驱动的抛雪机构，所述抛雪机构在工作马达的驱动下收集地面的积雪以及夹杂物并抛出抛雪机构；

控制模块，配置为控制工作马达的转速使夹杂物离开抛雪机构时的冲量不高于0.041Kg·m/s。

8.根据权利要求7所述的自动行走除雪设备，其特征在于，所述夹杂物离开抛雪机构时的冲量不高于0.02Kg·m/s。

9.根据权利要求8所述的自动行走除雪设备，其特征在于，所述夹杂物离开抛雪机构时的冲量为0.0178Kg·m/s±0.001Kg·m/s。

10.根据权利要求8所述的自动行走除雪设备，其特征在于，所述夹杂物离开抛雪机构时的冲量为0.0168Kg·m/s±0.001Kg·m/s。

11.根据权利要求8所述的自动行走除雪设备，其特征在于，所述夹杂物离开抛雪机构时的冲量为0.0142Kg·m/s±0.001Kg·m/s。

12.根据权利要求8所述的自动行走除雪设备，其特征在于，所述夹杂物离开抛雪机构时的冲量为0.0125Kg·m/s±0.001Kg·m/s。

13.根据权利要求1或7所述的自动行走除雪设备，其特征在于，所述抛雪机构包括绕中心轴线转动的刮雪组件，所述工作马达驱动所述组件转动从而将地面的积雪以及夹杂物收集到抛雪机构，所述刮雪组件的最大线速度不高于41m/s。

14.根据权利要求13所述的自动行走除雪设备，其特征在于，所述刮雪组件的半径不大于0.085m，所述刮雪组件的转速不大于2000r/min。

15.根据权利要求14所述的自动行走除雪设备，其特征在于，所述刮雪组件的转速为2000r/min至1400r/min。

16.根据权利要求13所述的自动行走除雪设备，其特征在于，所述刮雪组件的半径不大于0.1m，所述刮雪组件的转速不大于1600r/min。