一种小型融雪除冰车载装置的制作方法

本实用新型属于除冰机械领域，特别是涉及一种小型融雪除冰车载装置。

背景技术：

北方地区冬季经常降雪，马路上的积雪若不及时清除，会在低温下被过往车辆反复碾压凝实进而形成坚冰，这种坚冰会导致车辆打滑，造成交通不便，且极难清理，久而久之会形成安全隐患，对人们生活产生极大影响。如何快速清除公路冰雪已经成为保证道路安全和畅通的重要任务，也是北方城市和道路的老大难问题。

现有的除冰方式主要包括融雪剂法和机械除冰法，融雪剂法是通过向冰面上投放融雪剂来降低冰面的融点，从而使得冰面部分融化变得稀疏蓬松，便于破坏和清理。但我国北方的冬季，气温经常处于-20℃以下，即使冰面融点降低，仍达不到冰面的当前温度，所以纯靠融雪剂的除冰方法效果并不好。

机械除冰法是利用机械作业来去除坚冰，目前有冲击破冰、滚轮旋切除冰、“多节鞭”抽打除冰等方法。但同样的，我国北方的冬季气温极低，冰面形成后再经过车辆反复碾压会变的非常坚硬，纯粹通过机械除冰法破坏冰面需要除冰装置功率极大，而除冰装置功率太大很容易破坏冰面下的水泥路。因此，单纯机械除冰法的除冰效果也不理想。

技术实现要素：

本实用新型的目的是实现一种小型融雪除冰车载装置，该装置能够解决现有除冰装置的除冰方式单一，除冰效果差的问题。

本实用新型通过以下技术方案实现：一种小型融雪除冰车载装置，包括：车体和驱动机构，所述车体底部设有底板，所述底板上安装有耐低温锂电池，所述耐低温锂电池向所述驱动机构供电，所述底板上还安装有融雪除冰机构、机械除冰机构和融雪除冰支架，其中：

所述融雪除冰机构包括：步进电机槽、转片、步进电机、融雪剂漏斗和多孔挡板，所述步进电机槽和所述融雪剂漏斗相邻安装在所述融雪系统支架上，所述步进电机安装在所述步进电机槽中，所述转片的旋转部与所述步进电机的输出轴连接，所述多孔挡板设置在所述融雪剂漏斗的下方，

所述机械除冰机构包括除冰机构外壳、实心铁柱、空心铁柱、电源线入口、正极电源线、负极电源线、两根可变换电极的电源线、固定线圈、滑动线圈、两道电源线槽、固定臂、滚动轮、连接板和破冰锥，

所述除冰机构外壳安装在所述底板的上表面上，所述实心铁柱一体浇筑在所述除冰机构外壳的内顶部，所述实心铁柱设置在所述除冰机构外壳的内下部，所述两道电源线槽相对设置在所述除冰机构外壳的下部内壁上，所述固定臂为所述实心铁柱上端的横向相对延展，且所述固定臂的上部两端安装有所述滚动轮，所述实心铁柱通过所述固定臂和所述滚动轮与所述两道电源线槽滚动连接,所述连接板安装在所述实心铁柱的下端，所述破冰锥设置于连接板的下表面上，

所述固定线圈缠绕在所述空心铁柱的外壁上，所述滑动线圈缠绕在所述实心铁柱的外壁上，且所述固定线圈和滑动线圈的缠绕方向相同，

所述电源线入口设置在所述除冰机构外壳的上端，所述正极电源线、负极电源线和两根可变换电极的电源线的一端连接所述耐低温锂电池，另一端通过所述电源线入口进入所述空心铁柱的内部，其中，所述正极电源线和负极电源线的另一端分别连接所述固定线圈的两端，所述两根可变换电极的电源线的另一端分别连接所述滑动线圈的两端。

进一步的，当所述融雪除冰机构在非工作状态下时，所述转片的遮挡部遮挡在所述融雪剂漏斗的下端开口处；当所述融雪除冰机构在工作状态下时，所述转片的遮挡部不遮挡所述融雪剂漏斗的下端开口。

进一步的，所述机械除冰机构还包括限位板，所述限位板安装在所述两道电源线槽的下端。

进一步的，所述车体还包括车厢外壳、支撑柱和顶盖，所述底板四个方向的边缘处分别竖向安装车厢外壳，所述支撑柱分别设立于所述底板的四个角处，且将所述车厢外壳连接为一体，所述顶盖盖装在所述车厢外壳的顶部。

进一步的，所述驱动机构还包括直流电机和麦克纳姆轮，所述直流电机安装在所述底板上，所述麦克纳姆轮安装在所述直流电机的输出轴上，所述直流电机和麦克纳姆轮由所述耐低温锂电池供电。

进一步的，所述车体内还安装有自动控制机构，所述自动控制机构用于接收操作人员的控制命令，并根据所述控制命令控制小车行止，以及向所述融雪除冰机构和机械除冰机构下达工作/停止命令。

进一步的，所述耐低温锂电池还向所述融雪除冰机构、机械除冰机构和所述自动控制机构供电。

进一步的，所述底板对应所述融雪除冰机构和机械除冰机构处为镂空设置。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型的融雪除冰车载装置采用除冰方式为两种除冰方式混合使用，先以融雪剂疏松冰面，而后通过破冰锥破裂冰面，功率不大，较为节能，解决了现有除冰车除冰方式单一、除冰效率低的问题，采用本实用新型的融雪除冰车载装置，使得除冰车小型化成为了可能。

附图说明

图1为本实用新型的一种小型融雪除冰车载装置的结构示意图；

图2为本实用新型的一种小型融雪除冰车载装置的内部结构示意图；

图3为本实用新型的一种小型融雪除冰车载装置的底部结构示意图；

图4为融雪除冰机构的结构示意图；

图5为机械除冰机构的结构示意图；

图6为自动控制机构内部的控制逻辑框图。

其中，1为车体，101为底板，102为车厢外壳，103为融雪除冰支架，2为驱动机构，201为直流电机，202为麦克纳姆轮，3为耐低温锂电池，4为融雪除冰机构，401为步进电机槽，402为转片，403为步进电机，404为融雪剂漏斗，405为多孔挡板，5为机械除冰机构，501为除冰机构外壳，502为实心铁柱，503为空心铁柱，504为电源线入口，505为正极电源线，506为负极电源线，507为两根可变换电极的电源线，508为固定线圈，509为滑动线圈，510为两道电源线槽，511为限位板，512为固定臂，513为滚动轮，514为连接板，515为破冰锥，6为自动控制机构。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参照图1-图5所示，本实用新型提供了一种小型融雪除冰车载装置的一实施例，包括：车体1和驱动机构2，车体1底部设有底板101，底板101上安装有耐低温锂电池3，耐低温锂电池3向驱动机构2供电，其特征在于，底板101上还安装有融雪除冰机构4、机械除冰机构5和融雪除冰支架103，其中：

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，步进电机槽401和融雪剂漏斗404相邻安装在融雪系统支架103上，步进电机403安装在步进电机槽401中，转片402的旋转部与步进电机403的输出轴连接，多孔挡板405设置在融雪剂漏斗404的下方，

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，

除冰机构外壳501安装在底板101的上表面上，实心铁柱502一体浇筑在除冰机构外壳501的内顶部，实心铁柱502设置在除冰机构外壳501的内下部，两道电源线槽510相对设置在除冰机构外壳501的下部内壁上，固定臂512为实心铁柱502上端的横向相对延展，且固定臂512的上部两端安装有滚动轮513，实心铁柱502通过固定臂512和滚动轮513与两道电源线槽510滚动连接,连接板514安装在实心铁柱502的下端，破冰锥515设置于连接板514的下表面上，

固定线圈508缠绕在空心铁柱503的外壁上，滑动线圈509缠绕在实心铁柱502的外壁上，且固定线圈508和滑动线圈509的缠绕方向相同，

电源线入口504设置在除冰机构外壳501的上端，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的一端连接耐低温锂电池3，另一端通过电源线入口504进入空心铁柱503的内部，其中，正极电源线505和负极电源线506的另一端分别连接固定线圈508的两端，两根可变换电极的电源线507的另一端分别连接滑动线圈509的两端。

参照图2-图4所示，在本部分优选实施例中，当融雪除冰机构4在非工作状态下时，转片402的遮挡部遮挡在融雪剂漏斗404的下端开口处；当融雪除冰机构4在工作状态下时，转片402的遮挡部不遮挡融雪剂漏斗404的下端开口。

具体的，当开始除冰作业时，自动控制机构6开始计时，同时控制步进电机403转动，带动转片402转动一定角度，使得位于转片402上方的融雪剂漏斗404中的融雪剂颗粒通过漏斗下方的多孔挡板405撒到地面上，在此过程中，小车通过四个直流电机201驱动的四个麦克纳姆轮202保持匀速行驶，将融雪剂均匀播撒到冰层上方。当行驶到没有冰雪的路面上方时，自动控制机构6控制步进电机403反向转动，带动转片402转动从而封闭融雪剂漏斗404的下口，停止播撒融雪剂。当计时系统到达设定的融雪剂除冰有效时间3min时，小车反向回到出发点，到达出发点后启动机械除冰机构5。由融雪剂融冰实验可知，融雪剂对冰层的腐蚀程度与时间成正相关，并且腐蚀过后，冰层变为疏松多孔的蜂窝状，更容易被尖锐多刺的破冰锥515破碎。

参照图5所示，在本部分优选实施例中，机械除冰机构5还包括限位板511，限位板511安装在两道电源线槽510的下端。

具体的，限位板511用于限制滚动轮513的滚动范围，进而限制通过固定臂512连接滚动轮513的实心铁柱502的作动范围，防止实心铁柱502从除冰机构外壳501中脱离。

当小车回到出发点后，自动控制机构6控制机械除冰机构5开始工作。工作流程可分为三个：缓程、冲程、回程。

缓程：首先同时向固定线圈508与滑动线圈509通电，电流通过固定线圈508后产生强大的磁场，调节两根可变换电极的电源线507的极性，使得滑动线圈509的通电方向与固定线圈508的通电方向相反。由于固定线圈508与滑动线圈509的缠绕方式相同，电流通过方向相反，产生的磁场互斥，因此空心铁柱503对实心铁柱502产生斥力，实心铁柱502借由滚动轮513向下滑动，实心铁柱502由于质量较大，向下冲击会由于惯性较大而产生较强的冲击力；

冲程：破冰锥515由连接板与实心铁柱502连接在一起，表面分布多个尖锐圆锥体，借由实心铁柱502的惯性向下冲击，可迅速破冰；

回程：冲程结束后，由自动控制机构6控制两根可变换电极的电源线507的极性互换，使滑动线圈509的电流反向，并且降低电流强度，此时滑动线圈509的通电方向与固定线圈508的通电方向相同，产生的磁场相吸，实心铁柱502被向上拉升，回到原位，为下一次冲程做准备。

参照图1所示，在本部分优选实施例中，车体1还包括车厢外壳102，车厢外壳102安装在底板101上，且将底板101的上表面全部笼罩在车厢外壳102内。

参照图1和图3所示，在本部分优选实施例中，驱动机构2还包括直流电机201和麦克纳姆轮202，直流电机201安装在底板101上，麦克纳姆轮202安装在直流电机201的输出轴上，直流电机201和麦克纳姆轮202由耐低温锂电池3供电。

具体的，麦克纳姆轮202分别设置在底板101的左上、右上、左下、右下四个方向上，麦克纳姆轮202本身就具有自由运动的能力，而不需要设置转向机构，这就减少了驱动机构2的复杂程度，提高了驱动机构2性能的稳定性。而且麦克纳姆轮202赋予了车体1横向平移的能力，使得车体1运动更灵活。

参照图6所示，在本部分优选实施例中，车体1内还安装有自动控制机构6，自动控制机构6用于接收操作人员的控制命令，并根据控制命令控制小车行止，以及向融雪除冰机构4和机械除冰机构5下达工作/停止命令。

具体的，自动控制机构6可以接受远端命令，远端可以是固定的具有人机交互功能的操作台，或者是其他遥控装置等等，并根据远端命令。

参照图6所示，在本部分优选实施例中，耐低温锂电池3还向融雪除冰机构4、机械除冰机构5和自动控制机构6供电。

参照图1-图3所示，在本部分优选实施例中，底板101对应融雪除冰机构4和机械除冰机构5处为镂空设置。

具体的，镂空设置是为了便于融雪除冰机构4向下播撒融雪剂，以及机械除冰机械5中的连接板514和破冰锥515向下冲击。