1、创作思路

寒冬腊月，大雪纷飞，纷纷扬扬的雪景让人陶醉，但堆积在地上的雪常常困扰着人们。随着人们工作时间的加长，生活节奏的加快，积雪无人清理，造成的困扰愈发严重。针对这一现象，市面上也出现了许多除雪工具，但大多体型庞大，优先考虑用于公路等大型场合。对庭院,小区等日常生活场所不能进行高效清扫。而未经及时清理的积雪对人们的生产生活产生了巨大的影响，不少人因为积雪摔倒致伤，轻则骨折，重则丧失生命，尤其是老年人。因此我们团队想研制一款适用于日常生活中小范围清除积雪的除雪机器人，代替人工的投入。基于此我们团队设计了“踏雪无痕”-智能融雪机器人。为了能有效清除积雪和提高其自动化。我们对此主要配备了检验系统，喷洒系统，定位系统，续航系统，回航系统。他可以实现一些我们预期的功能：自动识别积雪进行清除，能自行返回充电脱离人工操作。

2、产品介绍

首先气泵与连接管之间的阀门是我们的创新想法，采用塑料材质的软膜，通过气压的改变实现阀门的开闭。

对于机器人准确识别积雪我们配备了红外传感器和视觉传感器，红外传感器检测物体运动前进路程中是否有障碍，及时避障，视觉传感器通过扫描面前目标范围内积雪量，根据程序确定是否需要清除，当判定为需要清除时，微型空气泵启动，储气泵内储存空气高速喷出，使连接管内气压降低，当气压降低到一定值时，粉仓与连接管之间阀门打开，融雪剂在气压和气泵的作用下从喷头喷出，当气泵储气泵内空气喷完，连接管内气压恢复，阀门自动关闭，一套除雪流程结束。之后视觉传感器检测范围目标内积雪量，若以清除完毕，机器前往下一目标地。视觉传感器会检测前方路段是否存在阻碍自己前行的障碍，提前做到避开障碍，减少损害。

对于喷洒我们从高效快速和能源方面考虑发现微型空气泵能满足我们的需求，高效率，耗能低，安装容易，便携，可靠性高。

每次工作前，机器人自动检测蓄电池电压情况，电压正常机器继续工作，若电压过低，机器所携带的信号发射器与接收器工作，带动机器回到充电器所在位置，通过传感器进行定位，与充电器进行连接充电。

对于机器人的硬件，轮胎我们选用了这种类型，按照圆圈向外延伸的部分增大了抓地力，让机器与地面的摩擦更大，不会打滑停在原地。

对于机器的精准性，为了让自动除雪机器人能够正常工作，必须对机器人的位置、速度、和系统内部进行监控，还要感知机器所处环境的静态信息，使得机器人可以正常的在一个陌生的环境下正常运行。通常采用的传感器主要为外部传感器，主要有红外传感器和视觉传感器等传感器用来测量机器人在环境中障碍物的距离信息，目标的位置信息等必要的信息，红外传感器大多采用红外接近开关来测量机器人工作环境中的障碍物以避免碰撞。首先，机器人是个类似于坦克型的机器人，采用履带式驱动，传感器装于履带上方的车体的前下方，喷头装在传感器的上方，车体可向上自由伸缩，在启动该机器人后该机器人会向前行驶当通过感知系统进行该物品是“雪”的判定时，机器人会通过它的前置喷头向该目标区域喷洒融雪剂，融雪剂的主要成分采用氯化钙以降低对环境的污染并且通过在融雪剂中添加碳粉来使喷洒指令执行后，使区域颜色发生改变，既能通过改变下垫面性质来加快融雪又能使机器人得到此区域命令已执行完毕的反馈。另外通过SLAM及相关技术使机器人能够在指定范围中进行运动

3、市场调研

除雪机器具有明显的季节性，功能单一，只能用作冬天除雪除冰专用，那么，机器一年中大部分时间都处于闲置状态，还需要人们去保养维护，大大增加了除雪成本，加重主人家负担。且市面上的除雪机器人大多适用于公路等大型场合，家庭小庭院不适合，只能靠人工清除,

  人工扫雪既费时又费力，用人工扫雪板，扫把来进行清除，这样的方式不仅仅浪费大量的精力，清除的效率也不高，而且还容易在清扫的时候发生事故。

  在中国，除雪机械的研制相对晚些，80年代以后才开始研制与开发，在改革开放的背景下，道路越修越好，车辆越来越多，交通也越来越复杂，接着就研发出了多种型号的除雪机械，用来清除路面上积雪，但家庭，小区使用的扫雪机器人却没有深入研究。

  国外扫雪机器发展较为先进，其各种附属功能也更加丰富，在欧洲北部的一些国家，扫雪机器的相关研究和制造过程已经相当成熟，走在相关产业的前端。从最早的推土机类型的除雪机械到犁式除雪机，再到后来出现的快速连续的大型旋转式除雪机，对于公路等大型场合的除雪机器一步步走向成熟，清扫积雪的工作越来越简单。但这些机器体积庞大，不适用于家庭庭院或小区。

4、前景

（1）智能化

目前扫雪产业的发展已经呈现了明显的发展方向，一是智能化，扫雪设备面临着工作路况和条件的多样化，家庭庭院虽然没有公路那么大的工作量，但其复杂的地形可能使机器发生一些小问题导致机器停止工作，因此扫雪机器人可以提高对路面和其他工作环境的适应性，优化设计相关避让结构和设备智能化成为扫雪机器人的一个新的发展方向。例如，增加机器的相关自控技术的投入，是设备能够自生自动避开碰撞，从而减少机器在工作过程中出现的损坏状况。

（2）影响小

大型的扫雪机器在工作时会产生巨大的噪音，影响居民的生活，所以我们的机器设计的小巧，把噪音降到最小，在不影响人们生活的情况下将雪清除。

（3）实时化

    扫雪机器人实时化可表示为，我们的机器人可以随时进行工作，随时下的雪可以随时清除，保证这些雪不会堆积的太厚，被人踩成冰的情况出现。