[发明专利]一种基于多方位快速切换的多功能扫雪机器人

权利要求书

1.本发明公开了一种基于多方位快速切换的多功能扫雪机器人，主要由前置推雪总成（1）、后置清雪总成（8）、扫雪机器人车体总成（15）、扫雪机器人底盘总成（24）、扫雪机器人旋转总成（30）、分离式雪铲总成（35）、滚轴丝杠总成（40）构成；本发明的扫雪机器人车身（21）上端设置有太阳能板（20）、双目摄像头（16）、三维激光雷达（17）、超声波传感器（18）、北斗导航传感器（19）；

所述前置推雪总成（1）由前置热塑性聚酯扫雪刷（22）、前置推雪罩（2）、扫雪刷转轴（3）、前置扫雪刷转轴驱动电机（4）、恒定保持架（5）、前置推杆电机（6）、控制收缩加强筋（7）、分离式雪铲总成（35）、后置推雪罩(39)、滚轴丝杠总成(40)组成；所述分离式雪铲总成（35）分别固定在前置推雪罩（2）和后置推雪罩(39)下端；所述滚轴丝杠总成(40)位于前置推雪罩（2）后端；所述后置推雪罩(39)连接在滚轴丝杠总成(40)上面，步进驱动电机(46)位于滚轴丝杠总成(40)上面且可实现控制后置推雪罩(39)对扫雪区域范围进行展开和收缩移动；所述前置扫雪刷转轴驱动电机（4）可控制扫雪刷转轴（3）实现前置热塑性聚酯扫雪刷（22）旋转切雪；所述两个控制收缩加强筋（7）随着前置推杆电机（6）在有效量程内可伸进扫雪机器人车身（21）内部;所述前置推杆电机（6）位于两个控制收缩加强筋（7）中间且可控制前置推雪总成（1）进行上下移动，当不进行作业时可提升前置推雪总成（1）脱离地面，该设计可有效延长该装置使用寿命；所述前置推雪总成（1）含前置推雪罩（2）和后置推雪罩（39）两层，其中后置推雪罩（39）结合滚轴丝杠总成（40）可实现针对扫雪路面范围迅速展开和收缩后置推雪罩（39）实现了高效除雪；

所述扫雪机器人旋转总成（30）由外转子电机（31）、旋转体外圈（32）、旋转体滚珠（33）、旋转体内圈（34）组成；其中旋转体滚珠（33）位于旋转体外圈（32）和旋转体内圈（34）中间且可实现转动，通过外转子电机（31）可控制扫雪机器人旋转总成（30）旋转任意角度；所述扫雪车机器人车身（21）装配在扫雪机器人旋转总成（30）上，最终可由外转子电机（31）控制扫雪车机器人车身（21）绕扫雪机器人旋转总成（30）任意角度旋转；所述扫雪机器人底盘（25）上连接的四个麦克纳姆轮（29）可沿任意角度迅速移动；所述麦克纳姆轮（29）结合扫雪车机器人车身（21）绕扫雪机器人旋转总成（30）任意角度旋转可实现多方向快速移动除雪；

所述后置水平推杆电机（11）位于两个控制收缩杆（10）之间且工作过程可控制两个控制后置清雪总成(8)进行前后方向移动；后置竖直推杆电机(12) 连接在后置扫雪装置水平保持杆（12）和后置扫雪刷旋转驱动电机(14)中间且可控制扫雪刷尾座(9)上下移动，当不需除雪作业时可提升后置清雪总成(8)脱离地面，该设计可延长后置热塑性聚酯扫雪刷（23）使用寿命；所述后置清雪总成(8)结合扫雪车机器人车身（21）绕扫雪机器人旋转总成（30）可实现后置清雪总成(8)实现左右方向移动，最终拟合出多个方向扫雪任务；所述后置热塑性聚酯扫雪刷（23）可进行扫雪作业也可进行扫地作业及后置清雪总成(8)可满足相应扫地功能。

2.根据权利要求1所述的一种基于多方位快速切换的多功能扫雪机器人其特征在于：前置推雪罩（2）最下端分离式雪铲底部刮雪板（38）采用紧固螺钉套弹簧的方向相连接，具有一定的收缩性能，可使分离式雪铲底部刮雪板（38）尽可能接近地方放置，可针对各种障碍物地面进行铲雪，同时分离式雪铲总成（35）拆卸方面；后置热塑性聚酯扫雪刷（23）继可进行扫雪也可进行扫地双功能；扫雪机器人车身（21）上端铺有太阳能板（20）可收集能量提高扫雪机器人的续航能力；

所述分离式雪铲总成（35）由分离式雪铲销轴(36)、65Mn弹簧(37)、分离式雪铲底部刮雪板(38)组成；其中分离式雪铲总成（35）固定在前置推雪罩（2）下端，分离式雪铲底部刮雪板(38)与前置推雪罩（2）和后置推雪罩(39)下端分离式雪铲销轴(36)轴孔配合，分离式雪铲销轴(36)上面配有65Mn弹簧(37)，针对多种路面工作具有一定收缩性，可提高分离式雪铲总成（35）的使用寿命；

所述扫雪机器人底盘总成（24）由扫雪机器人底盘（25）、扫雪机器人车轴（26）、车轮联轴器（27）、行走驱动电机（28）、麦克纳姆轮（29）组成；其中行走驱动电机（28）安装在扫雪机器人底盘（25）上面，所述麦克纳姆轮（29）安装在扫雪机器人车轴（26）装上；所述车轮联轴器（27）安装在麦克纳姆轮（29）与行走驱动电机（28）中间；所述扫雪机器人底盘（25）上连接的四个麦克纳姆轮（29）可沿任意角度迅速移动；行走驱动电机（28）通过螺纹连接与扫雪机器人底盘（25）固定，麦克纳姆轮（29）通过键连接与行走驱动电机（28）结合采用4个独立控制的行走驱动电机（28）而非同一动力的轮胎组可以给每个行走驱动电机（28）一个速度误差范围，这样不仅转向进一步稳定、灵活，还对麦克纳姆轮（29）的损耗进一步大大降低；

所述扫雪机器人车体总成（15）由双目摄像头（16）、三维激光雷达（17）、超声波传感器（18）、北斗导航传感器（19）、太阳能板（20）、扫雪车机器人车身（21）组成；其中具有体感周围环境构建三维轨迹地图功能的三位激光雷达（17）设置在扫雪车机器人车身（21）正上面；所述具有地位导航功能的北斗导航传感器（19）位于三维激光雷达（17）偏后端，拥有全天后监控和具有图像处理采集功能双目摄像头（16）位于三位激光雷达（17）偏前端，其中双目摄像头（16）中的二轴云台还具有上下和左右角度移动和采集非结构路面状况信息的功能；所述具有实时避障功能的超声波传感器（18）位于扫雪车机器人车身（21）前面；所述太阳能板（20）主要由太阳能电池板组成，可在强光线下可采用太阳能电板收集能量提供续航能力；

所述滚轴丝杠总成(40)由滚轴丝杠固定A端(41)、滚轴丝杠(42)、丝杠螺母座(43)、滚轴丝杠固定端B端(44)、丝杠联轴器(45)、步进驱动电机(46)组成；其中滚轴丝杠固定A端(41)和滚轴丝杠固定端B端(44)位于滚轴丝杠总成(40)两端，丝杠螺母座(43)位于滚轴丝杠总成(40)内部且可在量程内横向来回滚动，丝杠联轴器(45)连接步进驱动电机(46)和滚轴丝杠(42)中间，采用滚轴丝杠总成(40)工作模式可以根据扫雪区域范围内合理调节后置推雪罩(39)展开大小，再结合前置推雪罩（2）可实现更有效对现场情况进行动态调整除雪。