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原文传递全自动小型智能除冰车

专利名称：	全自动小型智能除冰车
摘要：	本发明公开了全自动小型智能除冰车，属于除冰机械领域。包括：车体、驱动机构、冰面识别控制机构、融雪除冰机构、机械除冰机构和自动控制机构。本发明在通讯环节中，小车能够收到操作人员发送的信息，并进行路径规划，开始导航作业；能够在路面中识别出冰面，并进行追踪；且能够判别冰面大小而调整融雪剂使用量；小车在行驶过程中能够通过导航系统和避障系统行驶至指定地点；体积小，不占道；采用两种除冰方式混合使用，除冰效果好；本发明结构简单、体积小、成本低，便于生产。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	黑龙江;23
申请人：	哈尔滨工业大学
发明人：	王昭为;张天怡;方可;胡振宇;顾暤;陈浩南
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-29T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-29T00:00:00+0800
申请号：	CN201910689177.X
公开号：	CN110387855A
代理机构：	哈尔滨市阳光惠远知识产权代理有限公司
代理人：	刘景祥
分类号：	E01H10/00(2006.01);E;E01;E01H;E01H10
申请人地址：	150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号
主权项：	1.全自动小型智能除冰车，包括：车体(1)和驱动机构(2)，所述车体(1)包括底板(101)、车厢外壳(102)、支撑柱(103)和顶盖(104)，所述驱动机构(2)包括直流电机(201)、麦克纳姆轮(202)和耐低温锂电池(203)，所述底板(101)四个方向的边缘处分别竖向安装车厢外壳(102)，所述支撑柱(103)分别设立于所述底板(101)的四个角处，且将所述车厢外壳(102)连接为一体，所述顶盖(104)盖装在所述车厢外壳(102)的顶部，所述直流电机(201)和耐低温锂电池(203)安装在所述底板(101)上，所述麦克纳姆轮(202)安装在所述直流电机(201)的输出轴上，所述直流电机(201)和所述麦克纳姆轮(202)由耐低温锂电池(203)供电，其特征在于，所述底板(101)上还安装有冰面识别控制机构(3)、融雪除冰机构(4)、机械除冰机构(5)和自动控制机构(6)，其中：所述自动控制机构(6)，用于自动规划路径，同时用于接收冰面识别控制机构(3)的冰面识别信息，并分别向所述驱动机构(2)、融雪除冰机构(4)和机械除冰机构(5)发送控制信息；所述驱动机构(2)，用于根据所述自动控制机构(6)的控制信息驱动除冰车行走、停止及转向；所述冰面识别控制机构(3)，用于识别锁定冰面位置并上传信息至所述自动控制机构(6)；所述融雪除冰机构(4)，用于根据所述自动控制机构(6)的控制信息播撒融雪剂；所述机械除冰机构(5)，用于根据所述自动控制机构(6)的控制信息铲碎冰层。 2.根据权利要求1所述的全自动小型智能除冰车，其特征在于，所述冰面识别控制机构(3)包括：中央处理器(301)、云台(302)和双目摄像机(303)，所述中央处理器(301)安装在所述底板(101)的上表面前端，所述云台(302)安装在所述顶盖(104)的上表面上，所述双目摄像机(303)安装在所述云台(302)的上端，其中: 所述中央处理器(301)，用于控制所述云台(302)和双目摄像机(303)工作，接收并分析所述双目摄像机(303)传入的图像数据得到冰面的方位信息和面积信息，并将所述冰面的方位信息和面积信息发送给所述自动控制机构(6)；所述云台(302)，用于受所述中央处理器(301)控制转动，以改变所述双目摄像机(303)的视角；所述双目摄像机(303)，用于受所述中央处理器(301)控制拍摄当前路面画面，并将所述路面图像数据传送至所述中央处理器(301)。 3.根据权利要求1所述的全自动小型智能除冰车，其特征在于，所述底板(101)对应所述融雪除冰机构(4)和机械除冰机构(5)处为镂空设置。 4.根据权利要求3所述的全自动小型智能除冰车，其特征在于，所述底板(101)的上表面还安装有融雪系统支架(105)。 5.根据权利要求4所述的全自动小型智能除冰车，其特征在于，所述融雪除冰机构(4)包括：步进电机槽(401)、转片(402)、步进电机(403)、融雪剂漏斗(404)和多孔挡板(405)，所述步进电机槽(401)和所述融雪剂漏斗(404)相邻安装在所述融雪系统支架(105)上，所述步进电机(403)安装在所述步进电机槽(401)中，所述转片(402)的旋转部与所述步进电机(403)的输出轴连接，所述多孔挡板(405)设置在所述融雪剂漏斗(404)的下方，当所述融雪除冰机构(4)在非工作状态下时，所述转片(402)的遮挡部遮挡在所述融雪剂漏斗(404)的下端开口处；当所述融雪除冰机构(4)在工作状态下时，所述转片(402)的遮挡部不遮挡所述融雪剂漏斗(404)的下端开口。 6.根据权利要求4所述的全自动小型智能除冰车，其特征在于，所述机械除冰机构(5)包括：除冰机构外壳(501)、实心铁柱(502)、空心铁柱(503)、电源线入口(504)、正极电源线(505)、负极电源线(506)、两根可变换电极的电源线(507)、固定线圈(508)、滑动线圈(509)、两道电源线槽(510)、固定臂(512)、滚动轮(513)、连接板(514)和破冰锥(515)，所述除冰机构外壳(501)安装在所述小车底板(101)的上表面上，所述实心铁柱(502)一体浇筑在所述除冰机构外壳(501)的内顶部，所述实心铁柱(502)设置在所述除冰机构外壳(501)的内下部，所述两道电源线槽(510)相对设置在所述除冰机构外壳(501)的下部内壁上，所述固定臂(512)为所述实心铁柱(502)上端的横向相对延展，且所述固定臂(512)的上部两端安装有所述滚动轮(513)，所述实心铁柱(502)通过所述固定臂(512)和所述滚动轮(513)与所述两道电源线槽(510)滚动连接,所述连接板(514)安装在所述实心铁柱(502)的下端，所述破冰锥(515)设置于连接板(514)的下表面上，所述固定线圈(508)缠绕在所述空心铁柱(503)的外壁上，所述滑动线圈(509)缠绕在所述实心铁柱(502)的外壁上，且所述固定线圈(508)和滑动线圈(509)的缠绕方向相同，所述电源线入口(504)设置在所述除冰机构外壳(501)的上端，所述正极电源线(505)、负极电源线(506)和两根可变换电极的电源线(507)的一端连接所述耐低温锂电池(203)，另一端通过所述电源线入口(504)进入所述空心铁柱(503)的内部，其中，所述正极电源线(505)和负极电源线(506)的另一端分别连接所述固定线圈(508)的两端，所述两根可变换电极的电源线(507)的另一端分别连接所述滑动线圈(509)的两端。 7.根据权利要求6所述的全自动小型智能除冰车，其特征在于，所述机械除冰机构(5)还包括限位板(511)，所述限位板(511)安装在所述两道电源线槽(510)的下端。 8.根据权利要求1所述的全自动小型智能除冰车，其特征在于，所述自动控制机构(6)包括：电机驱动系统(601)、避障系统(602)、航向检测系统(603)、小车控制系统(604)和路径规划系统(605)，所述电机驱动系统(601)包括有刷电调(60101)，所述直流电机(201)通过所述有刷电调(60101)与所述耐低温锂电池(202)相连，所述有刷电调(60101)用于根据所述小车控制系统(604)的命令控制所述直流电机(201)的转速；所述避障系统(602)包括雷达(60201)和四个超声波避障装置(60202)，所述雷达(60201)安装在所述顶盖(104)的上表面上，所述四个超声波避障装置(60202)安装在所述车厢外壳(102)外壁的四个方向上，所述雷达(60201)和四个超声波避障装置(60202)均用于检测所述车体(1)周围是否有障碍物，并将检测结果实时传输至所述小车控制系统(604)；所述航向监测系统(603)安装于所述中央处理器(301)的右侧，其包括GPS模块(60301)、气压计(60302)、陀螺仪(60303)、加速度计(60304)和磁强计(60305)，所述GPS模块(60301)、气压计(60302)、陀螺仪(60303)、加速度计(60304)和磁强计(60305)用于实时检测小车的当前航向，并将航向信息实时传输至所述小车控制系统(604)以辅助校准小车当前航线；所述路径规划系统(605)，用于将从所述小车控制系统(604)获取的工作区域的实际地图中的道路转换为笛卡尔直角坐标系中的有效路径，并将所述有效路径传输至所述小车控制系统(604)；所述小车控制系统(604)，用于根据所述有效路径、冰面的方位信息、所述避障系统(602)和航向监测系统(603)的反馈信息控制所述电机驱动系统(601)工作、停止或控制所述驱动机构(2)转向，并根据冰面的冰面的方位信息和面积信息控制所述融雪除冰机构(4)和机械除冰机构(5)工作。 9.根据权利要求8所述的全自动小型智能除冰车，其特征在于，所述除冰车还包括高级控制系统(7)，所述高级控制系统(7)安装于所述底板(101)上，用于从远端接收并下发控制指令，所述控制指令包括任务指令、临时指令和数据申请指令，并向远端上传所述除冰车的常规状态信息、错误报告、对数据申请的回复。 10.根据权利要求1所述的全自动小型智能除冰车，其特征在于，所述耐低温锂电池(203)还向所述冰面识别控制机构(3)、融雪除冰机构(4)、机械除冰机构(5)和自动控制机构(6)供电。
所属类别：	发明专利