一种公路除雪除冰机器人

本发明涉及一种机器人，特别公开了一种公路除雪除冰机器人，属于机器人技术 领域。

针对冬天下雪，使公路累积大量积雪，造成交通堵塞，当积雪融化会在公路上形成 冰，造成大量交通事故，使用人工除冰除雪，由于公路路线长，人工除雪除冰效率低，成本 高，因此急需一种可以自动除雪除冰的机器人。

针对上述问题，本发明提供了一种公路除雪除冰机器人，当发现公路上有积雪的 时候通过六个第二液压缸伸长使除雪部分下降一定距离，通过第三步进电机带动旋转轴进 而带动螺旋叶旋转将积雪通过除雪机构外壳右侧排到公路下面，实现了自动化清理积雪功 能，节约了人工，节省了成本；通过第二步进电机转动，带动第二步进电机连接杆进而带动 圆柱转动，使长方形凹槽做上下循环平移运动，进而带动第二连接杆做循环平移运动，来使 碎冰圆锥完成碎冰工作，同时通过六个第三液压缸伸长带动除冰部分向下移动一定距离， 通过第四步进电机带动卷冰机构旋转使冰块通过进冰口进入除冰机构外壳，通过出冰通道 甩出公路下面，实现了集除雪除冰于一体，提高了工作效率，降低了机器制造成本。

本发明所使用的技术方案是：一种公路除雪除冰机器人，包括底座、碎冰部分、除 雪部分、除冰部分、四个行走部分，其特征在于：所述的碎冰部分的两个滑块分别滑动安装 在底座的两个第一燕尾槽里，两个定位柱分别滑动安装在两个第一凹槽里；所述的除雪部 分的第一并联机构底板上面固定安装在除雪部分固定座下面；所述的除冰部分的第三并联 机构底板上面固定安装在除冰部分固定座下面；所述的四个行走部分的滑轨均分成两组分 别滑动安装在两个第二燕尾槽里面；

所述的底座包括底板、通讯装置、四个第一弹簧、两个第一液压缸、两个V型块，所述的 底板是一个长方形板子，在其上面中间靠后的位置设有圆形凹槽，在底板上面设有除冰部 分固定座，其位置在圆形凹槽上方；在底板上面中间靠前的位置设有两个第一凹槽，在底板 上面设有第二凹槽，其位置在两个第一凹槽前面中间处；在底板上面设有两个长方形支撑 板，其位置在底板中间靠前处，在长方形支撑板后面设有第一燕尾槽，在其后面靠两侧位置 设有齿条；所述的通讯装置固定安装在第板上面的左下角处；在底板上面设有除雪部分固 定座，其位置在长方形支撑板前面；在底板下面设有两个第二燕尾槽，其位置分别在底板靠 前靠后处；在底板下面设有四个第一弹簧顶板，其位置在第二燕尾槽上方；所述的四个第一 弹簧一端分别固定安装在四个第一弹簧顶板外侧的支撑柱上；在底板前面和后面中间处各 设有一个V型凹槽，在底板前面和后面中间位置各设有一个第一液压缸固定座；所述的两个 第一液压缸缸体底端分别与两个第一液压缸固定座固定连接，其活塞杆端部与V型块固定 连；

所述的碎冰部分包括碎冰底板、第一连接杆、第二弹簧、第二连接杆、第一步进电机底 板、两个齿轮、两个第一步进电机、第二步进电机连接杆、第二步进电机，所述的碎冰底板是 一个长方形板子，在其下面设有二十一个均分成三排阵列的碎冰圆锥，在其上面中间位置 设有第一连接杆，在其上面设有两个定位柱，其位置在第一连接杆左右两侧，其分别滑动安 装在两个第一凹槽里面；所述的第二弹簧一端固定安装在第一连接杆上面，另一端与第二 连接杆下端面固定连接；在第二连接杆中间设有长方形凹槽，所述的第二连接杆滑动安装 在两个第二连接杆固定套里面；在第一步进电机底板前面的左右两侧各设有一个第一步进 电机座，所述的两个第一步进电机水平放置，其侧面固定安装在第一步进电机座里面，其电 机轴与齿轮固定连接；所述的齿轮与齿条相互啮合；在第一步进电机底板前面的上下位置 各设有一个第二连接杆固定套，在第一步进电机底板后面中间位置设有第二步进电机座， 所述的第二步进电机水平放置，其侧面固定安装在第二步进电机座里面，其电机轴与第二 步进电机连接杆一端固定连接，在第二步进电机连接杆另一端设有圆柱，所述的圆柱滑动 安装在长方形凹槽里；在第一步进电机底板后面两侧各设有一个滑块，其滑动安装在第一 燕尾槽里面；

所述的除雪部分包括第一并联机构底板、六个第二液压缸、第二并联机构底板、第三步 进电机、旋转轴、螺旋叶、除雪机构外壳，所述的第一并联机构底板上面固定安装在除雪部 分固定座下面， 所述的六个第二液压缸两两一组，每个第二液压缸的缸体底部铰接安装在 第一并联机构底板下侧，第二液压缸的活塞杆端部铰接安装在第二并联机构底板上侧；每 组第二液压缸中的两个第二液压缸的缸体底部靠在一起，活塞杆端部分开，两个第二液压 缸的轴线且呈V型分布；所述的第二并联机构底板下面固定安装在除雪机构支撑板上面；所 述的除雪机构支撑板一侧固定安装在除雪机构外壳的后面；在除雪机构外壳左侧面设有第 三步进电机座，所述的第三步进电机水平放置，其侧面固定安装在第三步进电机座里，其电 机轴与旋转轴通过联轴器固定连接；所述的旋转轴转动安装在旋转轴固定架的凹槽里，在 除雪机构外壳右面设有旋转轴固定架；所述的螺旋叶固定安装在旋转轴上；

所述的除冰部分包括第三并联机构底板、六个第三液压缸、第四并联机构底板、第四步 进电机、除冰机构外壳，所述的第三并联机构底板上面固定安装在除冰部分固定座下面，所 述的六个第三液压缸两两一组，每个第三液压缸的缸体底部铰接安装在第三并联机构底板 下侧，第三液压缸的活塞杆端部铰接安装在第四并联机构底板上侧；每组第三液压缸中的 两个第三液压缸的缸体底部靠在一起，活塞杆端部分开，两个第三液压缸的轴线且呈V型分 布；所述的第四并联机构底板下面固定安装在第四步进电机座上面，在除冰机构外壳上面 设有第四步进电机座，所述的第四步进电机竖直向下放置，其底面固定安装在第四步进电 机座下面，其电机轴穿过除冰机构外壳上面的圆孔与卷冰机构固定连接；在除冰机构外壳 一侧设有进冰口，另一侧设有出冰通道；

所述的行走部分包括舵机底板、舵机、第五步进电机、轮子外壳、轮子轴、两个轮子，所 述的舵机底板是一个长方形板子，在其上面设有滑轨，所述的滑轨滑动安装在第二燕尾槽 里面，在滑轨前面设有挡板；在舵机底板下面设有舵机座，在舵机座内侧设有第一弹簧卡 柱，所述的第一弹簧另一端与第一弹簧卡柱固定连接；所述的舵机竖直向下放置，其侧面固 定安装在舵机座里面，其电机轴与轮子外壳上面固定连接；在轮子外壳外侧面设有第五步 进电机固定板，所述的第五步进电机水平放置，其侧面固定安装在第五步进电机固定板下 面，其电机轴与轮子轴通过连接轴器固定连接；所述的两个轮子固定安装在轮子轴上，其位 置在轮子外壳里面；所述的轮子轴转动安装在轮子外壳的凹槽里，在轮子外侧设有二十四 个呈线性阵列排列的防滑卡座。

本发明的有益效果：当发现公路上有积雪的时候通过六个第二液压缸伸长使除雪 部分下降一定距离，通过第三步进电机带动旋转轴进而带动螺旋叶旋转将积雪通过除雪机 构外壳右侧排到公路下面，实现了自动化清理积雪功能，节约了人工，节省了成本；通过第 二步进电机转动，带动第二步进电机连接杆进而带动圆柱转动，使长方形凹槽做上下循环 平移运动，进而带动第二连接杆做循环平移运动，来使碎冰圆锥完成碎冰工作，同时通过六 个第三液压缸伸长带动除冰部分向下移动一定距离，通过第四步进电机带动卷冰机构旋转 使冰块通过进冰口进入除冰机构外壳，通过出冰通道甩出公路下面，实现了集除雪除冰于 一体，提高了工作效率，降低了机器制造成本。

图1、图2、图3为本发明的整体结构示意图。

图4、图5、图6为本发明的底座的结构示意图。

图7、图8为本发明的碎冰部分的结构示意图。

图9、图10为本发明的除雪部分的结构示意图。

图11、图12为本发明的除冰部分的结构示意图。

图13、图14为本发明的行走部分的结构示意图。

附图标号：1-底座、2-碎冰部分、3-除雪部分、4-除冰部分、5-行走部分、101-底板、 102-通讯装置、103-除冰部分固定座、104-第一凹槽、105-第二凹槽、106-长方形支撑板、 107-齿条、108-第一燕尾槽、109-除雪部分固定座、110-第二燕尾槽、111-圆形凹槽、112-第 一弹簧、113-第一弹簧顶板、114-V型凹槽、115-第一液压缸固定座、116-第一液压缸、117-V 型块、201-碎冰底板、202-碎冰圆锥、203-定位柱、204-第一连接杆、205-第二弹簧、206-第 二连接杆、207-长方形凹槽、208-第一步进电机底板、209-齿轮、210-第一步进电机、211-第 一步进电机座、212-第二步进电机连接杆、213-圆柱、214-第二连接杆固定套、215-滑块、 216-第二步进电机座、217-第二步进电机、301-第一并联机构底板、302-第二液压缸、303- 第二并联机构底板、304-除雪机构支撑板、305-第三步进电机座、306-第三步进电机、307- 旋转轴、308-螺旋叶、309-旋转轴固定架、310-除雪机构外壳、401-第三并联机构底板、402- 第三液压缸、403-第四并联机构底板、404-第四步进电机座、405-第四步进电机、406-除冰 机构外壳、407-卷冰机构、408-出冰通道、409-进冰口、501-滑轨、502-挡板、503-舵机底板、 504-舵机座、505-舵机、506-第五步进电机固定板、507-第五步进电机、508-轮子外壳、509- 第一弹簧卡柱、510-轮子轴、511-轮子、512-防滑卡座。

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14 所示，一种公路除雪除冰机器人，包括底座1、碎冰部分2、除雪部分3、除冰部分4、四个行走 部分5，其特征在于：所述的碎冰部分2的两个滑块215分别滑动安装在底座1的两个第一燕 尾槽108里，两个定位柱203分别滑动安装在两个第一凹槽104里；所述的除雪部分3的第一 并联机构底板301上面固定安装在除雪部分固定座109下面；所述的除冰部分4的第三并联 机构底板401上面固定安装在除冰部分固定座103下面；所述的四个行走部分5的滑轨501均 分成两组分别滑动安装在两个第二燕尾槽110里面；

所述的底座1包括底板101、通讯装置102、四个第一弹簧112、两个第一液压缸116、两个 V型块117，所述的底板101是一个长方形板子，在其上面中间靠后的位置设有圆形凹槽111， 在底板101上面设有除冰部分固定座103，其位置在圆形凹槽111上方；在底板上面中间靠前 的位置设有两个第一凹槽104，在底板101上面设有第二凹槽105，其位置在两个第一凹槽 104前面中间处；在底板101上面设有两个长方形支撑板106，其位置在底板101中间靠前处， 在长方形支撑板106后面设有第一燕尾槽108，在其后面靠两侧位置设有齿条107；所述的通 讯装置102固定安装在第板101上面的左下角处；在底板上面设有除雪部分固定座109，其位 置在长方形支撑板106前面；在底板下面设有两个第二燕尾槽110，其位置分别在底板101靠 前靠后处；在底板101下面设有四个第一弹簧顶板113，其位置在第二燕尾槽110上方；所述 的四个第一弹簧112一端分别固定安装在四个第一弹簧顶板113外侧的支撑柱上；在底板 101前面和后面中间处各设有一个V型凹槽114，在底板101前面和后面中间位置各设有一个 第一液压缸固定座115；所述的两个第一液压缸116缸体底端分别与两个第一液压缸固定座 115固定连接，其活塞杆端部与V型块117固定连；

所述的碎冰部分2包括碎冰底板201、第一连接杆204、第二弹簧205、第二连接杆206、第 一步进电机底板208、两个齿轮209、两个第一步进电机210、第二步进电机连接杆212、第二 步进电机217，所述的碎冰底板201是一个长方形板子，在其下面设有二十一个均分成三排 阵列的碎冰圆锥202，在其上面中间位置设有第一连接杆204，在其上面设有两个定位柱 203，其位置在第一连接杆204左右两侧，其分别滑动安装在两个第一凹槽104里面；所述的 第二弹簧205一端固定安装在第一连接杆204上面，另一端与第二连接杆206下端面固定连 接；在第二连接杆206中间设有长方形凹槽207，所述的第二连接杆206滑动安装在两个第二 连接杆固定套214里面；在第一步进电机底板208前面的左右两侧各设有一个第一步进电机 座211，所述的两个第一步进电机210水平放置，其侧面固定安装在第一步进电机座211里 面，其电机轴与齿轮209固定连接；所述的齿轮209与齿条107相互啮合；在第一步进电机底 板208前面的上下位置各设有一个第二连接杆固定套214，在第一步进电机底板208后面中 间位置设有第二步进电机座216，所述的第二步进电机217水平放置，其侧面固定安装在第 二步进电机座216里面，其电机轴与第二步进电机连接杆212一端固定连接，在第二步进电 机连接杆212另一端设有圆柱213，所述的圆柱213滑动安装在长方形凹槽207里；在第一步 进电机底板208后面两侧各设有一个滑块215，其滑动安装在第一燕尾槽108里面；

所述的除雪部分3包括第一并联机构底板301、六个第二液压缸302、第二并联机构底板 303、第三步进电机306、旋转轴307、螺旋叶308、除雪机构外壳310，所述的第一并联机构底 板301上面固定安装在除雪部分固定座109下面，所述的六个第二液压缸302两两一组，每个 第二液压缸302的缸体底部铰接安装在第一并联机构底板301下侧，第二液压缸302的活塞 杆端部铰接安装在第二并联机构底板303上侧；每组第二液压缸302中的两个第二液压缸 302的缸体底部靠在一起，活塞杆端部分开，两个第二液压缸302的轴线且呈V型分布；所述 的第二并联机构底板303下面固定安装在除雪机构支撑板304上面；所述的除雪机构支撑板 304一侧固定安装在除雪机构外壳310的后面；在除雪机构外壳310左侧面设有第三步进电 机座305，所述的第三步进电机306水平放置，其侧面固定安装在第三步进电机座305里，其 电机轴与旋转轴307通过联轴器固定连接；所述的旋转轴307转动安装在旋转轴固定架309 的凹槽里，在除雪机构外壳310右面设有旋转轴固定架309；所述的螺旋叶308固定安装在旋 转轴307上；

所述的除冰部分4包括第三并联机构底板401、六个第三液压缸402、第四并联机构底板 403、第四步进电机405、除冰机构外壳406，所述的第三并联机构底板401上面固定安装在除 冰部分固定座103下面，所述的六个第三液压缸402两两一组，每个第三液压缸402的缸体底 部铰接安装在第三并联机构底板401下侧，第三液压缸402的活塞杆端部铰接安装在第四并 联机构底板403上侧；每组第三液压缸402中的两个第三液压缸402的缸体底部靠在一起，活 塞杆端部分开，两个第三液压缸402的轴线且呈V型分布；所述的第四并联机构底板403下面 固定安装在第四步进电机座404上面，在除冰机构外壳406上面设有第四步进电机座404，所 述的第四步进电机405竖直向下放置，其底面固定安装在第四步进电机座404下面，其电机 轴穿过除冰机构外壳406上面的圆孔与卷冰机构407固定连接；在除冰机构外壳406一侧设 有进冰口409，另一侧设有出冰通道408；

所述的行走部分5包括舵机底板503、舵机505、第五步进电机507、轮子外壳508、轮子轴 510、两个轮子511，所述的舵机底板503是一个长方形板子，在其上面设有滑轨501，所述的 滑轨501滑动安装在第二燕尾槽110里面，在滑轨501前面设有挡板502；在舵机底板503下面 设有舵机座504，在舵机座504内侧设有第一弹簧卡柱509，所述的第一弹簧112另一端与第 一弹簧卡柱509固定连接；所述的舵机505竖直向下放置，其侧面固定安装在舵机座504里 面，其电机轴与轮子外壳508上面固定连接；在轮子外壳508外侧面设有第五步进电机固定 板506，所述的第五步进电机507水平放置，其侧面固定安装在第五步进电机固定板506下 面，其电机轴与轮子轴510通过连接轴器固定连接；所述的两个轮子511固定安装在轮子轴 510上，其位置在轮子外壳508里面；所述的轮子轴510转动安装在轮子外壳508的凹槽里，在 轮子511外侧设有二十四个呈线性阵列排列的防滑卡座512。

本发明工作原理：本发明通过第一液压缸116伸长来推动V型块117进而推动两个 挡板502向两侧移动，进而调节行走部分5的距离，通过舵机505来调整轮子511的方向，通过 第五步进电机507来驱动轮子511行走；当发现公路上有积雪的时候通过六个第二液压缸 302伸长使除雪部分3下降一定距离，通过第三步进电机306带动旋转轴307进而带动螺旋叶 308旋转将积雪通过除雪机构外壳310右侧排到公路下面，当发现公路路面有冰的时候，通 过两个第一步进电机210转动带动齿轮209转动使第一步进电机底板208向下移动，进而带 动碎冰底板201下降一定的距离，通过第二步进电机217转动，带动第二步进电机连接杆212 进而带动圆柱213转动，使长方形凹槽207做上下循环平移运动，进而带动第二连接杆206做 上下循环平移运动，来使碎冰圆锥202完成碎冰工作，同时通过六个第三液压缸402伸长带 动除冰部分4向下移动一定距离，通过第四步进电机405带动卷冰机构407旋转使冰块通过 进冰口409进入除冰机构外壳406，通过出冰通道408甩出公路下面，通讯装置102用于和外 界通讯。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、 “前”、“后”、

“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发 明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是 指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能 理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解 为指示或暗示相对重要性。