CN215165157U - 扫雪机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种扫雪机器人，属于清扫路面积雪的设备技术领域；包括主体、电动机、传动装置、行走装置、喷洒装置、推扫雪装置、吸尘装置、传感装置，所述主体顶端设置摄像头，所述推扫雪装置包括推雪铲和立扫，所述行走装置包括主动轮和履带，主动轮和履带设置在主体的底部，履带中间设置有底座，主体的底部前侧设置立扫和吸尘孔，主体的前侧设置推雪铲，推雪铲两侧设置有喷洒头；所述电动机、传动装置、喷洒装置、吸尘装置、传感装置设置在主体内部，所述喷洒装置包括储融雪剂箱，储融雪剂箱通过水泵连接喷洒头；适用于校园、小区等道路，能够提高扫雪的效率，为环卫工人带来保障，降低道路交通事故的产生。

Description

扫雪机器人

技术领域

本实用新型涉及一种扫雪机器人，属于清扫路面积雪的设备技术领域。

背景技术

对于北方城市化的地区，马路上的积雪则会造成交通不便，影响人们的正常出行，会造成一系列的麻烦和故障，有着不确定性的安全因素。根据积雪路况的特点，现在我国扫雪的工作途径主要还是靠人工扫雪和机械扫雪为主，人工扫雪的方式比较适合小雪天气和人行道及其他重点路况，这些工作状况不适于机械扫雪的工况要求，在应用中往往困难大且操作不便，但人工扫雪的工作效率较低，成本也较高，影响路面交通状况且对工人的人身安全也有较大的安全隐患，机械化扫雪只能对大、中面积的积雪进行机械清洗操作，不适用于校园、小区等道路。所以只能够靠人力来打扫，这样的方式不仅浪费了大量的人力物力，清雪的效率也不高，并且目前的除雪机械中自主扫雪的功能还未成熟，因此设计出可自主实现导航避障功能的自主扫雪机器人也是非常有意义的，这次设计基于国内外已有的扫雪设备和方法研究出一种适合较窄道路的可实时进行清扫作业的全自动扫雪机器人。不仅能够提高扫雪的效率，也为环卫工人带来了保障，降低了道路交通事故的产生。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种扫雪机器人，适用于校园、小区等道路，能够提高扫雪的效率，为环卫工人带来保障，降低道路交通事故的产生。

本实用新型所述扫雪机器人，包括主体、电动机、传动装置、行走装置、喷洒装置、推扫雪装置、吸尘装置、传感装置，所述主体顶端设置摄像头，所述推扫雪装置包括推雪铲和立扫，所述行走装置包括主动轮和履带，主动轮和履带设置在主体的底部，履带中间设置有底座，主体的底部前侧设置立扫和吸尘孔，主体的前侧设置推雪铲，推雪铲两侧设置有喷洒头；所述电动机、传动装置、喷洒装置、吸尘装置、传感装置设置在主体内部，所述喷洒装置包括储融雪剂箱，储融雪剂箱通过水泵连接喷洒头；所述吸尘装置包括风机、过漏器和尘筒，吸尘孔、风机、过漏器和尘筒依次连接；所述传感装置连接摄像头，用于将摄像头采集的路况信息传输至监控端；电动机、传动装置、行走装置、喷洒装置、推扫雪装置、吸尘装置、传感装置均连接单片机控制器，用于控制装置运行。

整体设计参考小型机器人模型，整体设计包括行走装置、喷洒装置、推扫雪装置、吸尘装置构成，为了提高扫雪机器人对复杂环境的使用效率，扫雪机器人应该具备较高的清雪速度和较小的设备体型，以适应小区、校园等狭窄的路面，产品整体设计长宽高均可适用小区、校园等道路，产品主体的外壳使用铝合金制作，有良好的铸造性能和性能，履带的工作环境是恶劣的冰雪天气，因此要考虑到履带的打滑，强度和刚度也需符合此次设计要求，防滑性能要好，耐磨性能要高，尽量减少金属材料的消耗，可以有效地减少履带在运动过程中的动载荷，并且具有良好的附着力，能输出足够的牵引力，中心控制系统采用单片机控制器，单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，整体设计偏向智能化、自主化、小型化。本机器人综合考虑了扫雪时的低温工作环境来优化设计机械及控制系统，具有灵活轻便的特点，其适应环境能力极强，可广泛用于我国北方及北美等冬季下雪较频繁地区。全自动扫雪机器人采用的是直流电动机驱动履带行走，在无人值守的情况下，机器人能够自主完成指定区域的扫雪工作。机身上还安装有摄像头，可以观察和避开障碍物。单片机控制器可控制在缺电情况下完成自主返回充电、定点停靠等维护工作，小巧的同时不易重心不稳导致翻车，解放了人力，对角落的清洁更加彻底，让行人在雪天出行更加方便。

优选地，所述主体上还设置开关和电源线插孔。

用于启动扫雪机器人和给扫雪机器人供电。

优选地，还包括避障装置，避障装置设置在主体内部，信号连接红外线探测头，所述红外线探测头集成在摄像头上。

扫雪机器人还具有红外线躲避障碍的功能，根据反射发出特定频率的红外线确定物体距离，在扫雪机器人运动过程中先调节距离旋钮使其探测距离达到所用红外线探测头的盲区最大值,单片机控制器控制红外线探测头发射信号,然后捕捉反射信号,若无反射信号说明无障碍,如有反射信号说明有障碍。红外线躲避障碍的功能属于现有技术，不在赘述。

优选地，所述喷洒头采用扇形喷头。

喷洒均匀，喷洒装置外围可以设置保温层，防止低温状态影响融雪剂的性能。

优选地，所述主体内部设置有蓄电池。

用于给装置供电，电源线插孔用于给蓄电池充电。蓄电池外围可以设置保温层，防止低温状态下电量消耗过快。

优选地，所述主动轮和履带之间采用齿轮和履带啮合。

进一步提升履带的性能。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型所述扫雪机器人，可适用小区、校园等道路，不仅能够提高扫雪的效率，也为环卫工人带来了保障，降低了道路交通事故的产生。

附图说明

图1是本实用新型所述扫雪机器人的立体结构示意图；

图2是本实用新型所述扫雪机器人的底部结构示意图；

图3是本实用新型所述扫雪机器人的原理框图。

其中：1、主体；2、摄像头；3、开关；4、主动轮；5、履带；6、喷洒头；7、推雪铲；8、立扫；9、吸尘孔；10、电源线插孔；11、底座；12、电动机；13、传动装置；14、行走装置；15、喷洒装置；16、推扫雪装置；17、吸尘装置；18、传感装置；19、储融雪剂箱；20、水泵；21、风机；22、过漏器；23、尘筒。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步描述：

实施例1

如图1-3所示，本实用新型所述扫雪机器人，包括主体1、电动机12、传动装置13、行走装置14、喷洒装置15、推扫雪装置16、吸尘装置17、传感装置18，所述主体1顶端设置摄像头2，所述推扫雪装置16包括推雪铲7和立扫8，所述行走装置14包括主动轮4和履带5，主动轮4和履带5设置在主体1的底部，履带5中间设置有底座11，主体1的底部前侧设置立扫8和吸尘孔9，主体1的前侧设置推雪铲7，推雪铲7两侧设置有喷洒头6；所述电动机12、传动装置13、喷洒装置15、吸尘装置17、传感装置18设置在主体1内部，所述喷洒装置15包括储融雪剂箱，储融雪剂箱19通过水泵20连接喷洒头6；所述吸尘装置17包括风机21、过漏器22和尘筒23，吸尘孔9、风机、过漏器和尘筒依次连接；所述传感装置18连接摄像头2，用于将摄像头2采集的路况信息传输至监控端；电动机12、传动装置13、行走装置14、喷洒装置15、推扫雪装置16、吸尘装置17、传感装置18均连接单片机控制器，用于控制装置运行。

整体设计参考小型机器人模型，整体设计包括行走装置14、喷洒装置15、推扫雪装置16、吸尘装置17构成，为了提高扫雪机器人对复杂环境的使用效率，扫雪机器人应该具备较高的清雪速度和较小的设备体型，以适应小区、校园等狭窄的路面，产品整体设计长宽高均可适用小区、校园等道路，产品主体1的外壳使用铝合金制作，有良好的铸造性能和性能，履带5的工作环境是恶劣的冰雪天气，因此要考虑到履带5的打滑，强度和刚度也需符合此次设计要求，防滑性能要好，耐磨性能要高，尽量减少金属材料的消耗，可以有效地减少履带5在运动过程中的动载荷，并且具有良好的附着力，能输出足够的牵引力，中心控制系统采用单片机控制器，单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，整体设计偏向智能化、自主化、小型化。本机器人综合考虑了扫雪时的低温工作环境来优化设计机械及控制系统，具有灵活轻便的特点，其适应环境能力极强，可广泛用于我国北方及北美等冬季下雪较频繁地区。全自动扫雪机器人采用的是直流电动机12驱动履带5行走，在无人值守的情况下，机器人能够自主完成指定区域的扫雪工作。机身上还安装有摄像头2，可以观察和避开障碍物。单片机控制器可控制在缺电情况下完成自主返回充电、定点停靠等维护工作，小巧的同时不易重心不稳导致翻车，解放了人力，对角落的清洁更加彻底，让行人在雪天出行更加方便。

在此，喷洒装置15包括储融雪剂箱，储融雪剂箱19通过水泵20连接喷洒头6，储融雪剂箱19存储液态融雪剂，能快速清除道路上的积雪，在先洒融雪剂，后铲雪，使路面彻底清洁，保证了道路通畅，减少交通事故。

推扫雪装置16包括推雪铲7和立扫8，推雪铲7是固定在扫雪机器人前端用于清除道路积雪的装置。将其安装于扫雪机器人前方，利用电动机12向前的强大推力，快速、大面积的将积雪推向两侧。

在扫雪机器人徐缓前行的过程中，由扫雪机器人的自身前行力带动推扫雪装置16将积聚于路面上的雪推移，同时由立扫8采用螺旋滚刷式，将雪旋到一边。

吸尘装置17包括风机21、过漏器22和尘筒23，利用风机21叶轮在电动机12高速驱动下，将叶轮中的空气高速排出风机，同时使吸尘部分内空气不断地补充进风机。这样不妨与外界形成较高的压差。吸嘴的尘埃、脏物随浮雪被吸入吸尘部分，并经过漏器22过漏，将尘埃、脏物、浮雪收集与尘筒23内。

传感装置18通过摄像头2进行对路况的分析景物通过镜头(LENS)生成的光学图像投射到图像传感器表面上，然后转为电信号，经过A/D(模数转换)转换后变为数字图像信号，再送到数字信号处理芯片(DSP)中加工处理，再通过USB接口传输处理，反馈到单片机控制器。

单片机控制器作为扫雪机器人的控制中心，自主实现导航功能，实现自动控制，完成自主扫雪。单片机控制器可以采用STM32单片机，导航功能为现有技术，在此不在赘述。

其中，所述主体1上还设置开关3和电源线插孔10。

用于启动扫雪机器人和给扫雪机器人供电。

其中，还包括避障装置，避障装置设置在主体1内部，信号连接红外线探测头，所述红外线探测头集成在摄像头2上。

扫雪机器人还具有红外线躲避障碍的功能，根据反射发出特定频率的红外线确定物体距离，在扫雪机器人运动过程中先调节距离旋钮使其探测距离达到所用红外线探测头的盲区最大值,单片机控制器控制红外线探测头发射信号,然后捕捉反射信号,若无反射信号说明无障碍,如有反射信号说明有障碍。红外线躲避障碍的功能属于现有技术，不在赘述。

其中，所述喷洒头6采用扇形喷头。

喷洒均匀，喷洒装置15外围可以设置保温层，防止低温状态影响融雪剂的性能。

其中，所述主体1内部设置有蓄电池。

用于给装置供电，电源线插孔10用于给蓄电池充电。蓄电池外围可以设置保温层，防止低温状态下电量消耗过快。

其中，所述主动轮4和履带5之间采用齿轮和履带5啮合。

进一步提升履带5的性能。

本实用新型所述扫雪机器人，工作过程如下：

电动机12开始工作，摄像头2、履带5、主动轮4运行的同时推雪铲7、立扫8、吸尘孔9开始工作，开始清扫。喷洒头6首先喷出融雪剂，在扫雪机器人徐缓前行的过程中，由扫雪机器人的自身前行力带动推扫雪装置16将积聚于路面上的雪推移，其次由立扫8采用螺旋滚刷式，将雪旋到一边。同时，吸尘装置17工作将扫起的浮雪吸起。

综上，本实用新型所述扫雪机器人，可适用小区、校园等道路，不仅能够提高扫雪的效率，也为环卫工人带来了保障，降低了道路交通事故的产生。

Claims (6)

1.一种扫雪机器人，其特征在于，包括主体(1)、电动机(12)、传动装置(13)、行走装置(14)、喷洒装置(15)、推扫雪装置(16)、吸尘装置(17)、传感装置(18)，所述主体(1)顶端设置摄像头(2)，所述推扫雪装置(16)包括推雪铲(7)和立扫(8)，所述行走装置(14)包括主动轮(4)和履带(5)，主动轮(4)和履带(5)设置在主体(1)的底部，履带(5)中间设置有底座(11)，主体(1)的底部前侧设置立扫(8)和吸尘孔(9)，主体(1)的前侧设置推雪铲(7)，推雪铲(7)两侧设置有喷洒头(6)；所述电动机(12)、传动装置(13)、喷洒装置(15)、吸尘装置(17)、传感装置(18)设置在主体(1)内部，所述喷洒装置(15)包括储融雪剂箱，储融雪剂箱(19)通过水泵(20)连接喷洒头(6)；所述吸尘装置(17)包括风机(21)、过漏器(22)和尘筒(23)，吸尘孔(9)、风机、过漏器和尘筒依次连接；所述传感装置(18)连接摄像头(2)，用于将摄像头(2)采集的路况信息传输至监控端；电动机(12)、传动装置(13)、行走装置(14)、喷洒装置(15)、推扫雪装置(16)、吸尘装置(17)、传感装置(18)均连接单片机控制器，用于控制装置运行。

2.根据权利要求1所述的一种扫雪机器人，其特征在于，所述主体(1)上还设置开关(3)和电源线插孔(10)。

3.根据权利要求1或2所述的一种扫雪机器人，其特征在于，还包括避障装置，避障装置设置在主体(1)内部，信号连接红外线探测头，所述红外线探测头集成在摄像头(2)上。

4.根据权利要求3所述的一种扫雪机器人，其特征在于，所述喷洒头(6)采用扇形喷头。

5.根据权利要求3所述的一种扫雪机器人，其特征在于，所述主体(1)内部设置有蓄电池。

6.根据权利要求3所述的一种扫雪机器人，其特征在于，所述主动轮(4)和履带(5)之间采用齿轮和履带(5)啮合。

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