一种楼宇除雪机器人

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　　2.目前在雪天时，屋顶上通常都会有积雪，这些积雪由于位置的原因，清扫起来比较困难。如在扫雪的过程中可能会遇到滑到、摔伤等危险情况；而在如北方等雪天较多且降雪量较大的区域，如果不对屋顶上的积雪进行清理，则可能在积雪过多的情况下降房顶压塌或者是在雪融化后在屋檐处结冰，而结冰的位置就会出现应力集中，导致房屋在结冰处因重力作用受到损伤，因此，楼宇建筑的除雪工作就显得特别重要。

　　3.现有对屋顶上积雪处理的除雪机器人大多由于履带较长导致运动不够灵活，积雪融化缓慢导致清扫不够彻底，并且效率较低。

　　4.有鉴于此，本发明提供一种楼宇除雪机器人解决现有除雪机器人运动不够灵活、清扫不够彻底，并且效率较低的问题。

　　5.为了达到上述目的，本发明解决技术问题的技术方案是提供一种楼宇除雪机器人，包括机器人本体、行驶机构、破冰机构、扫雪机构及漏斗撒盐机构，

　　6.所述机器人本体包括支撑平台、与所述支撑平台一端连接的第一四杆机构、与所述支撑平台另一端连接的清扫连接支架以及位于所述支撑平台下方的行驶安装架，所述支撑平台靠近所述第一四杆机构的一端连接有第一吊耳，所述行驶安装架包括支撑横梁、分别位于所述支撑横梁两侧的支撑柱及位于两个所述支撑柱之间的电机安装槽，所述支撑柱和所述电机安装槽设置在所述支撑平台的下方，所述支撑横梁的两端分别伸出所述支撑平台；

　　7.所述第一四杆机构包括转动杆、第一连接杆、第二连接杆及第三连接杆，所述转动杆的中心转动安装在所述第一吊耳中，所述转动杆的上侧转动安装有第一连接杆和第二连接杆，所述转动杆的下侧转动安装有第三连接杆，且所述第一连接杆和所述第三连接杆的另一端与所述破冰机构转动连接，所述第二连接杆的另一端与所述机器人本体固定连接；

　　8.所述行驶机构两两对称设置在所述支撑平台的宽度方向两侧，所述行驶机构包括驱动轮、从动轮、滚动轮、行驶驱动电机及履带，所述行驶驱动电机放置在所述电机安装槽内，所述行驶驱动电机的输出轴穿过所述支撑柱与所述驱动轮连接，所述履带分别缠绕于一个所述驱动轮、两个所述从动轮及一对所述滚动轮，所述驱动轮与所述从动轮及所述滚动轮配合张紧所述履带；

　　9.所述漏斗撒盐机构包括v型漏斗及与所述v型漏斗连接的固定支架，所述固定支架的另一端与所述机器人本体固定连接。

　　10.进一步地，所述破冰机构包括破冰驱动组件、螺旋破碎件、推雪板及转动轴，所述螺旋破碎件套设于所述转动轴上，所述推雪板通过所述第一四杆机构连接于所述机器人本

　　11.进一步地，所述推雪板包括推雪板本体、第一安装架及角架，所述第一安装架连接在所述推雪板本体靠近所述机器人本体的一侧，所述角架连接在所述推雪板本体远离所述机器人本体的一侧边缘。

　　12.进一步地，所述第一安装架包括两个竖直设置且与所述推雪板本体连接的第二吊耳、与所述推雪板本体一侧边缘连接的电机安置板及连接所述第二吊耳和所述电机安置板的连接板，两个所述第二吊耳分别与所述第一连接杆和所述第三连接杆对应设置且转动连接，所述电机安置板上安装有所述破冰驱动组件。

　　13.进一步地，所述角架包括转动支座和分别与所述转动支座呈一定角度连接的第一支撑杆和第二支撑杆，所述转动支座分别与所述转动轴的两端转动连接，所述第一支撑杆和所述第二支撑杆的另一端连接在所述推雪板本体的边缘。

　　14.进一步地，所述扫雪机构包括清扫转动轴、涡轮组、清扫圆刷、蜗杆及清扫驱动电机，所述清扫转动轴的一端穿过所述清扫连接支架连接于所述涡轮组上，所述涡轮组及所述清扫圆刷皆连接于所述清扫连接支架上，所述清扫驱动电机连接于所述支撑横梁上，所述蜗杆与所述清扫驱动电机的输出轴连接，且与所述清扫涡轮组啮合。

　　15.进一步地，所述涡轮组包括分别与所述蜗杆啮合传动的第一主涡轮和第二主涡轮及分别与所述第一主涡轮、所述第二主涡轮啮合传动的第一从涡轮和第二从涡轮，所述第一主涡轮和所述第二主涡轮通过转轴转动连接在所述清扫连接支架上，所述第一从涡轮和所述第二从涡轮分别通过所述清扫转动轴与所述清扫圆刷连接。

　　16.进一步地，所述履带的数量为四个，四个所述履带两两对称设置在所述支撑平台的相对两侧。

　　17.进一步地，还包括太阳能充电板，所述太阳能充电板连接于所述支撑平台上，且分别与所述行驶驱动电机、所述破冰驱动电机及所述清扫驱动电机电性连接。

　　18.进一步地，所述履带的截面形状为三角结构，所述驱动轮位于所述三角结构的顶角位置，所述从动轮位于所述三角结构的底角位置，且所述履带与地面接触的一面上开设有防滑纹。

　　20.1、通过由四履带组成的行驶机构、每个履带的截面形状为三角结构，驱动轮位于三角结构的顶角位置，两个从动轮分别位于三角结构的底角位置，一对滚动轮位于两个从动轮之间的履带内侧，进一步对履带进行张紧，且履带与地面接触的一面上开设有防滑纹，每个履带由驱动轮的电机驱动，进一步提高履带运行的机动性能，运行起来更加灵活；

　　21.2、通过在推雪板上增设电涡流加热装置，对推雪板进行加热，快速对冰雪进行融化，方便推雪；

　　22.3、通过在破冰机构上端增设漏斗撒盐机构，将食盐撒在积雪上，由于食盐融于水后放出大量的热，可以使雪尽快融化，不易使地面结冰，增加除雪机器人与地面的摩擦力，避免除雪机器人在作业过程中发生意外事故。

　　23.4、破冰机构和扫雪机构，可在楼宇除雪机器人行驶的过程中，先利用破冰机构将堆积的积雪破碎，其中破冰机构采用第一四杆机构与机器人本体连接，第一四杆机构在运动过程中能够快速调节角度和距离，方便推雪，然后再利用扫雪机构进行二次打扫，实现楼

　　39.附图标记说明：10-机器人本体；11-支撑平台；111-第一吊耳；12-第一四杆机构；121-转动杆；122-第一连接杆；123-第二连接杆；124-第三连接杆；13-清扫连接支架；14-行驶安装架；141-支撑横梁；142-支撑柱；143-行驶电机安装槽；15-太阳能充电板；20-行驶机构；21-驱动轮；22-从动轮；23-滚动轮；24-行驶驱动电机；25-履带；251-防滑纹；26-安装轴；27-安装连接板；28-连接螺栓；29-限位螺钉；30-破冰机构；31-破冰驱动组件；311-破冰驱动电机；312-第一带轮；313-第二带轮；314-张紧带；32-螺旋破碎件；33-推雪板；331-推雪板本体；332-第一安装架；3321-第二吊耳；3322-破碎电机安置板；3323-连接板；333-角架；3331-转动支座；3332-第一支撑杆；3333-第二支撑杆；34-转动轴；35-电涡流加热装置；40-扫雪机构；41-清扫转动轴；42-涡轮组；421-第一主涡轮；422-第二主涡轮；423-第一从涡轮；424-第二从涡轮；43-清扫圆刷；44-蜗杆；45-清扫驱动电机；46-主涡轮转动轴；50-漏斗撒盐机构；51-v型漏斗；511-漏斗孔；52-固定支架。

　　40.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

　　41.在本发明的描述中，需要理解的是，附图中“x”的正向代表前方，相应地，“x”的反向代表后方；“y”的正向代表右方，相应地，“y”的反向代表左方；“z”的正向代表上方，相应地，“z”的反向代表下方，术语“x”、“y”、“z”等指示的方位或位置关系为基于说明书附图所示的方位或位置关系，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。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以

　　42.如图1-15所示，本发明实施例提供一种楼宇除雪机器人，楼宇除雪机器人包括机器人本体10、行驶机构20、破冰机构30、扫雪机构40及漏斗撒盐机构50，其中机器人本体10包括支撑平台11、第一四杆机构12、清扫连接支架13及行驶安装架14，支撑平台11的一端与第一四杆机构12连接，支撑平台11的另一端与清扫连接支架13连接，行驶安装架14设置在支撑平台11下方，支撑平台11靠近第一四杆机构12的一端连接有第一吊耳111，

　　43.如图7所示，在本发明的实施例当中，行驶安装架14包括支撑横梁141、支撑柱142及行驶电机安装槽143，支撑柱142分别位于支撑横梁141的两侧，电机安装槽143位于两个支撑柱142之间，且支撑柱142和行驶电机安装槽143设置在支撑平台11的下方，支撑横梁141的两端分别伸出支撑平台11。

　　44.如图5、8所示，在本发明的实施例当中，第一四杆机构12包括转动杆121、第一连接杆122、第二连接杆123及第三连接杆124，转动杆121的中心转动安装在第一吊耳111中，转动杆121的上侧转动安装有第一连接杆122和第二连接杆123，转动杆121的下侧转动安装有第三连接杆124，且第一连接杆122和第三连接杆124的另一端与破冰机构30转动连接，第二连接杆123的另一端与机器人本体10固定连接。

　　45.如图9、10所示，在本发明的实施例当中，行驶机构20两两对称设置在支撑平台11的宽度方向两侧，行驶机构20包括驱动轮21、从动轮22、滚动轮23、行驶驱动电机24及履带25，行驶驱动电机24放置在行驶电机安装槽143内，行驶驱动电机24的输出轴穿过支撑柱142与驱动轮21连接，履带25分别缠绕于一个驱动轮21、两个从动轮22及一对滚动轮23，驱动轮21与从动轮22及滚动轮23配合张紧履带25，并在履带25的两侧通过安装连接板27将驱动轮21、从动轮22、滚动轮23封装在履带25内，同时两个安装连接板27通过连接螺栓28紧固，而靠近机器人本体10一侧的安装连接板27通过限位螺钉29与安装轴26限位固定。

　　46.如图1、2、3、15所示，在本发明的实施例当中，漏斗撒盐机构50包括v型漏斗51和固定支架52，固定支架52的一端与v型漏斗51固定连接，固定支架52的另一端与机器人本体10固定连接。

　　47.需要说明的是，v型漏斗51的底部设有均匀分布的漏斗孔511，方便食盐撒在积雪中。

　　48.如图1-7所示，在本发明的实施例当中，行驶机构20通过行驶安装架14连接在机器人本体10上，破冰机构30通过第一四杆机构12连接在机器人本体10上，扫雪机构40通过清扫连接支架13连接于机器人本体10上。其中，行驶机构20用于带动机器人本体10在楼宇间行驶，破冰机构30用于将堆积的雪块打碎，并将其从屋顶推落，扫雪机构40用于在破冰机构30将堆积的雪块打碎后，对屋顶地面的碎雪进行清扫。

　　49.在本发明的实施例当中，通过由履带25组成的行驶机构20、每个履带25分别缠绕在一个驱动轮21、两个从动轮22及一对滚动轮23上，行驶机构20包括驱动轮21、从动轮22、滚动轮23、履带25及行驶驱动电机24，其中每个履带25设有一个行驶驱动电机24，其皆置于行驶电机安装槽143上。每个履带25包含驱动轮21的数量为一个，每个驱动轮21分别与行驶驱动电机24的输出轴连接。每个履带25设有从动轮22的数量为两个，每个履带25设有滚动轮23的数量为两个，且两个滚动轮23皆与履带25的内侧转动连接。

　　50.可以理解，由于四个履带25位于支撑平台11的相对两侧，也即支撑平台11的相对

　　两侧分别有两个履带25，通过停止四个行驶驱动电机24中的两个，可在行驶的过程中，实现楼宇除雪机器人的转向。

　　51.可以理解，从动轮22的作用为与驱动轮21及滚动轮23配合给履带25提供张力，即张紧履带25，从动轮22与支撑平台11的转动连接可以通过轴承实现。由此，本发明实施例中的履带25减小现有技术中履带过长运动不便的问题，进一步提高履带25运行的机动性能，运行起来更加灵活。

　　52.通过在破冰机构30上增设电涡流加热装置35，对推雪板进行加热，快速对冰雪进行融化，方便推雪。

　　53.通过在破冰机构30上端增设漏斗撒盐机构50，将食盐撒在积雪上，由于食盐融于水后放出大量的热，可以使雪尽快融化，不易使屋顶面结冰，增加除雪机器人与屋顶面的摩擦力，避免除雪机器人在作业过程中发生意外事故。

　　54.破冰机构30和扫雪机构40，可在楼宇除雪机器人行驶的过程中，先利用破冰机构30将堆积的积雪破碎，其中破冰机构30采用第一四杆机构12与机器人本体10连接，第一四杆机构12在运动过程中能够快速调节角度和距离，方便推雪，然后再利用扫雪机构40进行二次打扫，实现楼宇间积雪的清除，通过利用楼宇除雪机器人在楼宇间清除积雪，可减少人员工作量，且可以规避人工扫雪所具有的安全隐患。

　　55.具体地，结合图1、2、13、14所示，破冰机构30包括破冰驱动组件31、螺旋破碎件32、推雪板33及转动轴34，螺旋破碎件32套设于转动轴34上，推雪板33通过第一四杆机构12连接于机器人本体10上，破冰驱动组件31安装在推雪板33上，并驱动螺旋破碎件32转动。

　　56.可以理解，破冰驱动组件31可以为转动电机，通过其工作带动转动轴34转动，从而带动螺旋破碎件32转动。

　　57.在本实施例中，螺旋破碎件32为呈螺旋状的刚性件，在部分实施例中，螺旋破碎件32也可以替换为刀片，只要在行驶的过程中，可利用螺旋破碎件32将堆积的积雪打碎，便于后续的清扫即可。

　　58.由此，螺旋破碎件32在破冰驱动组件31的作用下转动，开始破碎冰雪，继而后面的推雪板33会将积雪推走。

　　59.可以理解，行驶驱动电机24、破冰驱动电机311及清扫驱动电机45皆与外部电源电连接，外部电源可以连接于楼宇除雪机器人上的电池，也可以是利用电线与外部插座进行电连接。

　　60.具体地，结合图1、13、14所示，推雪板33包括推雪板本体331、第一安装架332及角架333，第一安装架332连接在推雪板本体331靠近机器人本体10的一侧，角架333连接在推雪板本体331远离机器人本体10的一侧边缘。

　　61.由此，第一安装架332用于将推雪板33固定在机器人本体10上，角架333用于对螺旋破碎件32进行支撑固定，结构简单，安装可靠，并保证使螺旋破碎件32能够对前方的积雪进行先破碎处理。

　　62.具体地，结合图13所示，在本发明的实施例当中，第一安装架332包括两个第二吊耳3321、破冰电机安置板3322及连接板3323，两个第二吊耳3321竖直设置且与推雪板本体331一体连接，破冰电机安置板3322与推雪板本体331一侧边缘固定连接，连接板3323用于连接第二吊耳3321和破冰电机安置板3322，两个第二吊耳3321分别与第一连接杆122和第

　　三连接杆124对应设置且转动连接，破冰电机安置板3322上安装有破冰驱动电机311。

　　63.由此，两个第二吊耳3321能够在第一连接杆122和第三连接杆124的带动下，使推雪板本体331进行角度和距离调整，方便推雪，破冰电机安置板3322上安装破冰驱动组件31能够给螺旋破碎件32提供驱动动力。

　　64.具体地，结合图13、14所示，在本发明的实施例当中，角架333包括转动支座3331和分别与转动支座3331呈一定角度连接的第一支撑杆3332和第二支撑杆3333，转动支座3331分别与转动轴34的两端转动连接，第一支撑杆3332和第二支撑杆3333的另一端连接在推雪板本体331的边缘。

　　65.由此，角架333能够支撑螺旋破碎件32，结构简单，安装可靠，螺旋破碎件32在破冰驱动组件31的驱动下旋转，对冰雪进行破冰处理。

　　66.具体地，结合图1、13、14所示，在本发明的实施例当中，破冰驱动组件31包括破冰驱动电机311、第一带轮312、第二带轮313及张紧带314，破冰驱动电机311连接于破冰电机安置板3322上，第一带轮312与破冰驱动电机311的输出轴连接，第二带轮313与转动轴34连接，且第二带轮313与转动轴34同心。张紧带314缠绕于第一带轮312及第二带轮313上，以在破冰驱动电机311带动第一带轮312转动时，通过张紧带314，带动第二带轮313跟随第一带轮312一同转动，从而带动转动轴34转动。

　　67.具体地，结合图1、13、14所示，在本发明的实施例当中，推雪板33呈弧形，以在螺旋破碎件32将积雪破碎后，能够更好的将积雪推走。

　　68.具体地，结合图1、11、12所示，在本发明的实施例当中，扫雪机构40包括清扫转动轴41、涡轮组42、清扫圆刷43、蜗杆44及清扫驱动电机45，清扫转动轴41的一端穿过清扫连接支架13连接于涡轮组42上，涡轮组42及清扫圆刷43皆连接于清扫连接支架13上，清扫驱动电机45连接于支撑横梁141上，蜗杆44与清扫驱动电机45的输出轴连接，且与涡轮组42啮合传动。

　　69.由此，清扫转动轴41的一端转动连接于清扫连接支架13上，涡轮组42及清扫圆刷43皆连接于清扫转动轴41上，清扫驱动电机45连接在支撑横梁141上，蜗杆44连接于清扫驱动电机45的输出轴上，且与涡轮组42啮合，当清扫驱动电机45工作时，通过蜗杆44与涡轮组42的传动，带动清扫圆刷43转动，从而对屋顶面上的积雪进行清扫。

　　70.可以理解的是，清扫转动轴41与清扫连接支架23的转动连接可以通过轴承实现。

　　71.具体地，结合图12所示，在本发明的实施例当中，涡轮组42包括分别与蜗杆44啮合传动的第一主涡轮421和第二主涡轮422及分别与第一主涡轮421、第二主涡轮422啮合传动的第一从涡轮423和第二从涡轮424，第一主涡轮421和第二主涡轮422通过主涡轮转动轴46转动连接在清扫连接支架13上，第一从涡轮423和第二从涡轮424分别通过清扫转动轴41与清扫圆刷43连接。

　　72.由此，涡轮组42包括第一主涡轮421、第二主涡轮422、第一从涡轮423及第二从涡轮424，第一主涡轮421位于蜗杆44及第一从涡轮423之间，并且分别与蜗杆44及第一从涡轮423啮合，第二主涡轮422位于蜗杆44及第二从涡轮424之间，并且分别与蜗杆44及第二从涡轮424啮合，同时，第一主涡轮421和第二主涡轮422均与清扫连接支架13转动连接，第一从涡轮423和第二从涡轮424分别与清扫转动轴41连接，并与清扫转动轴41同心，以将蜗杆44的动力通过涡轮组42的传递至第一从涡轮423和第二从涡轮424，以带动清扫转动轴41转

　　73.需要说明的是，第一主涡轮421和第二主涡轮422与清扫连接支架13的转动连接也可以通过轴承实现转动连接。

　　74.另外，作为本发明的最佳优选实施例，结合图14所示，清扫转动轴41、主涡轮、从涡轮及清扫圆刷43的数量皆为两个，蜗杆44位于两个涡轮组42的中间，且分别与第一主涡轮421和第二主涡轮422啮合。

　　75.具体地，结合图9所示，在本发明的实施例当中，履带25的数量为四个，四个履带25两两对称设置在支撑平台11的相对两侧。

　　76.由此，履带25的数量为四个，四个履带25位于支撑平台11的相对两侧，且分别缠绕于一个驱动轮21、两个从动轮22及一对滚动轮23上，当行驶驱动电机24工作并带动驱动轮21转动时，通过履带25的传动，带动从动轮22及一对滚动轮23转动，从而实现驱动楼宇除雪机器人行驶的功能。

　　77.具体地，结合图5所示，在本发明的实施例当中，楼宇除雪机器人还包括太阳能充电板15，太阳能充电板15连接于支撑平台11上，且分别与行驶驱动电机24、破冰驱动电机311及清扫驱动电机45电性连接，以为行驶驱动电机24、破冰驱动电机311及清扫驱动电机45提供电源。

　　78.需要说明的是，在本实施例中，太阳能充电板15与地面平行，以更好的吸收太阳能。

　　79.具体地，在本发明实施例中，楼宇除雪机器人还包括控制模块(图中未视出)，控制模块与行驶驱动电机24、破冰驱动电机311及清扫驱动电机45电连接，以控制行驶驱动电机24、破冰驱动电机311及清扫驱动电机45的工作。

　　80.具体地，结合图1、3、9所示，在本发明的实施例当中，履带25的截面形状为三角结构，驱动轮21位于所述三角结构的顶角位置，从动轮22位于三角结构的底角位置，且履带25与地面接触的一面上开设有防滑纹251。

　　81.由此，履带25与地面接触的一面上开设有防滑纹251，以提高楼宇除雪机器人行驶过程中的防滑能力，另外履带25形成三角结构，在驱动轮21和从动轮22的支撑带紧作用下，更利于履带25的灵活行进。

　　82.本发明的工作原理：当需要对楼宇间的积雪进行清扫时，将楼宇除雪机器人放在楼宇间，然后同时开启行驶驱动电机24、破冰驱动电机311及清扫驱动电机45。其中，行驶驱动电机24驱动驱动轮21转动，从而利用履带25带动从动轮22转动，以使得楼宇除雪机器人移动。破冰驱动电机311通过第一带轮312、第二带轮313及张紧带314之间的传动，带动螺旋破碎件32转动，从而利用螺旋破碎件32将楼宇除雪机器人行驶路径上的积雪进行破碎，而与推雪板33连接的第一四杆机构12能够用于对推雪板33的角度和距离进行调节，同时推雪板33上的电涡流加热装置35，能够对推雪板33进行加热，快速对冰雪进行融化，方便推雪，然后再利用推雪板33将破碎后的积雪推走。清扫驱动电机45驱动蜗杆44转动，从而通过涡轮组42带动清扫转动轴41转动，也即带动清扫圆刷43转动，从而在推雪板33将积雪推走后，对楼宇除雪机器人行驶路径上的屋顶地面进行二次清扫，进一步提高除雪效果。

　　83.以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保

　　84.虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

　　技术研发人员：孙立富 李亦菲 蒋双慧 唐佳丽 孙立银 杨雪菲 孙朝娃 邵权 任佳 钱远涛 张普良

　　1. 金属材料表面改性技术 2. 超硬陶瓷材料制备与表面硬化 3. 规整纳米材料制备及应用研究

　　1: 建筑节能 绿色建筑能耗的模拟与检测(EnergyPlus)；建筑碳排放和生命周期评价；城市微气候、建筑能耗与太阳能技术的相互影响；地理信息系统(GIS)和空间回归方法用于城市建筑能耗分析；不确定性、敏感性分析和机器学习方法应用于建筑能耗分析(R)；贝叶斯方法用于城市和单体建筑能源分析 2: 过

　　1.复杂产品系统创新设计 2.计算机辅助产品设计及制造 3.专利布局及规避策略等方面的研究