作品简介：

1 研制背景及意义

随着大气环境的不断恶化，导致极端天气越来越多，有些温带也会遇到极大的积雪，积雪问题如果严重，会致使屋顶漏水，甚至会压塌房顶，因此屋顶除雪问题是目前急需解决的问题。经过调查，目前市场上现有的除雪装置前端都会有刮雪的板，较硬的板在刮雪过程中会给房屋带来二次伤害；同样的利用毛刷刮雪又得多次刮除，在此过程中浪费人力，而且除雪装置易损耗，难以产生再生资源，再者采用传统的方式铲除的积雪形成二次堆积，部分除雪的装置无法将雪清除干净，达不到应有的效果；同样利用毛刷刮雪又得多次刮除，在此过程中浪费人力。所以急需设计一款可在除雪过程中保护房屋不受损伤，雪也可去除干净，且刮雪次数较少就可达到目的一种房屋顶除雪装置。

2 方案确定

在设计该装置时，首要考虑的是装置功能的实现，即除雪性能的有效性。为了节能环保，设计太阳能板储存热量的方式在下雪时实现先融雪在排水的方案。

经过测试，电热板加热除雪并通过管道收集融化的雪水有效的避免了除雪不干净，融化的雪水在凝结为冰的现象的发生。并且在除雪功能成功的前提下加入了第二功能实现了对资源的合理利用。

3 作品内容简介

装置总装配图

传统的除雪装置都以搬运的形式去除积雪，并且在不下雪的时候难以产生效益占用空间。本装置采用与传统搬运方式不同的方式—加热融雪之后排水，其中加入太阳能板，在天气晴好时进行电能的收集储存，下雪天气时，加热板释放热量将降雪融化，融化之后的水沿着排水管路排到送到存水箱中，供其他用途使用。

由于本设备在工作过程中考虑到了雨水的冲刷和风化问题故采取了三棱柱设计三个面分别设太阳能板、加热板、防腐蚀面。在晴天时候运用太阳能板收集电力资源储存起来留到楼层供电，到下雨的天气将表面转换到防腐蚀面，用防腐蚀面抵抗雨水的冲刷，预防电路板、加热板的老化，延长其寿命。在下雪天的时候则会转到加热板运用电能加热将雨水融化并通过收集净化系统将雪水储存留作楼层用户的基础用水。(如浇花、冲院子等）

3.1加热板

    在设计之初，考虑到成本资源的消耗问题，对加热板温度设置确定了最终方案。温度低除雪效果不好，温度高了造成了资源的无故浪费。经历了多次的计算，最终确定了加热板的最终温度25°此温度可以达成我们的需求既不浪费资源还能达到良好的除雪效果。

3.2翻转机构

翻转机构

根据装置功能要求，本除雪装置采用链式传动采，并附有过重保护在传动链条传动时受到过载力时自动停下主动电机。采用链式传动可以解决变单程为循环连续的传动方式可以进行重复的运动方便电机控制装置的旋转。

3.3电力传输

本装置采用拨片式能量传输在旋转过程中容易存在电线纠缠的现象，系我组采用了拨片式的传电的方式。即在装置的传动轴上拥有电力接口，并在传动轴末端设置传电装置在装置内部设置两个接口，通过不同接口的对接实现功能的转换，一个电力的输入用于加热板的供能，一个电力的输出用于太阳能板的聚能。

4 产品特点

1. 除雪装置主要用于积雪严重的地区去除厚重积雪。

2. 采用电加热板和太阳能板并列的三棱柱体布置。

3. 运用简单的系统控制和传感控制系统实现了自主的控制太阳能和加热板的转换。

4. 符合大多数的房屋结构，除雪适用范围较为广泛。

5. 增加除雪装置的第二功能。运用太阳能采集电能。

6. 为了预防雨水的侵蚀设计为三角柱型。

5 创新点及前景分析

5.1 设计创新点

防止积雪二次堆积、产生可利用资源。

5.2产品优点

1）运用非传统的除雪方式填补了屋顶除雪形式单一性的空白。

2）可在多种地区使用：无论是积雪严重的地区还是电力资源的地区都可以使用

3）把除雪与太阳能发电相互结合，节能环保。

4）结构简单，功能齐全，操作方便，安全性较高，

5）将积雪变成可产生能源，预防了积雪的二次堆积。

5.3 前景分析

随着社会的发展，已有的除雪装置已经不能满足各个房屋对于去除积雪的需求，热电太阳能除雪装置必将会取代绝大多数传统的房屋除雪装置，本小组的设计产品—热电太阳能除雪装置，结构简单、操作方便、安全性高、可产生能源、预防了积雪的二次堆积，能在大多数降雪量大、房屋结构复杂、特别是电力资源紧缺的地区等得到充分应用，市场广阔，有很好的应用