SnowBot 商用自主除雪机器人技术白皮书(V1.0)补充

Barcode ENX13ZK6Y0A35

(1/8)SnowBot V1 工程规格书(Spec v1.0)

定位:工业级、纯电动、极寒环境作业除雪机器人(商用级)。


🔻 1. 系统总览(System Overview)

项目规格
产品名称SnowBot V1(Commercial Grade)
作业方式推雪 + 卷雪(Auger)+ 喷雪(Impeller)
工作温度–35°C ~ +5°C
防护等级分区防护:整机 IP55 / ECU IP66 / 电池 IP67
续航时间1–3 小时(可换电)
导航方式混合导航:LiDAR + RTK + IMU + Encoder
控制方式自主作业 / App 路线规划 / OTA 远程管理
定位精度≤ 10 cm(LiDAR SLAM)
安全冗余急停按钮 + 人体/车辆检测 + 雨雪失效保护

🔻 2. 作业系统(Snow Operation System)

2.1 四级除雪结构(Four-Stage Snow Clearing System)

📌 设计目标

一次性清洁 5–25 cm 的积雪,并对冰壳具备破除能力。


🔻 3. 机械结构(Mechanical System)

3.1 底盘结构(Chassis)

3.2 驱动系统(Drive System)

最大爬坡能力:20°

最大通过能力:15 cm 障碍

3.3 重量分布(Weight Distribution)


🔻 4. 电控与动力(Electrical System)

4.1 电池系统(Battery System)

项目参数
类型NCM/LFP(View market price)
容量3.5–5.0 kWh
结构可抽屉式换电
预热系统电加热(–20°C 下可正常充电)
BMS车规级,支持低温模式

🚨 换电是商用市场的核心需求。


4.2 电机系统(Motor System)

部件规格
驱动电机 ×21–1.5 kW each(FOC 控制)
Auger 电机1.5–2.0 kW 大扭矩
Impeller 电机800–1500 W 高频高速

⚠️ Auger 必须扭矩优先。不要盲目追求高速。


4.3 ECU 控制系统


🔻 5. 感知系统(Perception System)

必须适配暴雪 → “低可见度传感器矩阵”

5.1 主要传感器

5.2 失效安全(Fail-safe)

传感器被雪覆盖时:


🔻 6. 无线与软件(Connectivity & Software)

6.1 网络协议

6.2 控制 App


🔻 7. 安全体系(Safety System)

7.1 主动安全

7.2 被动安全

7.3 灯光系统


🔻 8. 运维体系(Maintenance & Service)

8.1 模块化设计

8.2 北美车队管理


🔻 9. 运输与包装(Transport & Packaging)

9.1 皮卡运输适配

9.2 工业包装


🔻 10. 关键指标(KPI Requirements)

指标分类目标
单次作业能力100–300 m² / 次
推雪能力20–30 cm 积雪
最大抛雪距离4–8 m
导航精度≤ 10 cm
故障率< 1%/季
年度维护时间< 5 小时

(2/8)SnowBot V1 — 整机结构爆炸图(Exploded View)

下面是 行业级标准结构分解,完全依据我们在(1)中定义的工程规格书来分层拆解。

这个结构图可以直接作为工厂、设计、供应链的统一语言基础。


🔻 A. 顶层结构树(Total Assembly Tree)

SnowBot V1 - Exploded Structure

├── 1. 作业模块(Snow Operation Module)
│     ├── 1.1 前置 Auger 模块(Dual-Stage Auger)
│     │      ├── Serrated Cutting Blade(锯齿刀)
│     │      ├── Auger Shaft + Bearing Set
│     │      ├── Shear Pins(剪切销)
│     │      └── Auger Electric Motor(1.5–2kW)
│     ├── 1.2 Impeller Module(高速抛雪风机)
│     │      ├── Impeller Rotor 2600–3200 RPM
│     │      ├── Housing + Anti-Clog Heating
│     │      └── Impeller Motor(800–1500W)
│     ├── 1.3 喷雪管道(Chute Assembly)
│            ├── Rotating Base (Servo)
│            └── Adjustable Shaft (Tilt Servo)
│
├── 2. 驱动模块(Drive System)
│     ├── 2.1 履带组件(Track Assembly)
│     │      ├── SnowGrip Track Belt
│     │      ├── Idler Wheels
│     │      └── Track Tensioner
│     ├── 2.2 驱动电机 + 减速机构
│     │      ├── Left Drive Motor(1–1.5 kW)
│     │      └── Right Drive Motor(1–1.5 kW)
│     ├── 2.3 电子差速控制器
│
├── 3. 车体框架(Chassis Structure)
│     ├── 3.1 前段支架(Front Snow Housing Frame)
│     ├── 3.2 中段刚性龙骨(Central Spine Beam)
│     ├── 3.3 后段电池仓(Battery Compartment)
│     └── 3.4 防盐腐蚀涂层(Anti-Corrosion Coating)
│
├── 4. 电力系统(Power System)
│     ├── 4.1 电池包(3.5–5 kWh)
│     │      ├── Cell Pack Module
│     │      ├── Heating Pad - low temp
│     │      ├── Overheat Vent
│     │      └── Battery Frame (抽屉式换电结构)
│     ├── 4.2 高压配电盒(HV Junction)
│     ├── 4.3 低压 DC-DC 组件
│     └── 4.4 快速维护断电开关(Service Disconnect)
│
├── 5. 控制系统(Control System)
│     ├── 5.1 ECU(Linux + EnergizeOS)
│     ├── 5.2 Motor Controllers
│     ├── 5.3 I/O Board
│     └── 5.4 OTA + Log Module
│
├── 6. 感知塔(Perception Tower)
│     ├── 6.1 3D LiDAR(加热罩)
│     ├── 6.2 Ultra-wide Camera(选配)
│     ├── 6.3 IMU Module
│     ├── 6.4 RTK Module
│     └── 6.5 雨雪加热系统
│
├── 7. 外壳(Exterior)
│     ├── 7.1 强化复合材料侧板
│     ├── 7.2 顶盖(可开合)
│     └── 7.3 夜间反光条
│
└── 8. 安全系统(Safety)
       ├── 8.1 急停按钮 ×2
       ├── 8.2 防滑雪地灯
       ├── 8.3 顶部旋转警示灯
       └── 8.4 防误触启动逻辑

🔻 B. 专业级效果图渲染 Prompt 套件(含 4 类用途)

以下是 四个版本的 Prompt,分别用于:

  1. 工程效果图
  2. 商业营销图
  3. 工业质感图
  4. 透明爆炸视图(Blueprint)

🎨(B1)工程效果图 Prompt(Engineering Render)

用于展示结构可靠性、工程细节、适合向制造商、供应链、工程师展示。

A commercial-grade electric snow removal robot, exploded engineering view.
Heavy-duty chassis with aluminum alloy beams, dual-stage auger system,
high-torque motors, impeller throwing system, removable battery drawer,
track drive system, ECU box, LiDAR sensor tower, servo-controlled snow chute.

Rendered in photorealistic industrial style, gray metal finish, matte texture,
sharp lighting, blueprint dimension annotations, high-detail mechanical joints,
visible wiring harness, realistic bearings and fasteners. No sci-fi elements.

🎨(B2)商业营销效果图 Prompt(Marketing Render)

用于向投资人、客户、媒体展示,一看就“值 3–5 万美金”的工业机器。

A premium commercial electric snow-removal robot in a snowy outdoor environment.
Heavy-duty design inspired by Caterpillar and John Deere aesthetics.
Reinforced metal body, wide tracks, LED light bar cutting through snowstorm,
snow being thrown 6 meters out of the chute.

Color scheme: industrial yellow + graphite gray.
Cinematic lighting, shallow depth of field, crisp reflections on snow.
Professional product marketing render, ultra-resolution, no cartoon style.

🎨(B3)工业质感 Prompt(Industrial Aesthetic Render)

强调坚固、抗造、可靠、能在暴雪中生存的感觉。

Commercial-grade electric snow robot with rugged industrial aesthetics.
Dense metal textures, exposed mechanical linkages, bolted reinforcement plates,
weathered paint, ice and snow accumulation on tracks and augers.

Harsh winter lighting, cloudy ambiance, cold blue tones.
Inspired by Caterpillar heavy machinery and Arctic industrial equipment.
Ultra-detailed, realistic shadows, strong sense of weight and durability.

🎨(B4)透明蓝图爆炸视图 Prompt(Transparent Blueprint Exploded View)

和你发的参考图一致,用于展示内部结构、供工程师开会。

Transparent housing snow blower robot, full exploded view.
Internal components visible: dual auger blades, impeller fan,
drive motors, battery drawer, chassis frame, LiDAR pod.
Blueprint-style annotations, engineering measurement lines, CAD style,
neutral industrial background, high clarity, mechanical accuracy.

🔻 C. 可直接给常工的任务说明

一句话:常工照着这个结构树做,就能直接进入初版机械设计。


🔻 D. 附加:渲染时建议尺寸


(3/8)SnowBot V1 关键部件装配与设计原则

Bolt-on Engineering Rules(工程铁律)**

这是我根据北美实战经验、除雪行业特点、机器人结构可靠性总结出的 10 条“必须遵守,不遵守会死”的工程规则

常工团队在做任何结构设计时,都必须对照执行。

这部分是 硬核工程逻辑 + 商用可靠性要求 的结合,你可以直接把这页放进内部研发手册(Engineering Handbook)。


#️⃣ Rule 1 — 纯电商用设备必须以“扭矩优先”设计,而不是功率优先

电机的数据表给你的是 额定功率,但除雪看的是:

没有足够扭矩:

👉 推荐:高扭矩低转速电机 + 行星减速箱组合

🇺🇸 北美暴雪条件 = 扭矩决定生死


#️⃣ Rule 2 — 所有旋转件必须具备“可牺牲结构” → 剪切销(Shear Pin)

原因:

当 Auger 卷到:

如果没有 Shear Pin:

👉 Shear Pin 应成为标准件,并放进备件包(Spare Kit)


#️⃣ Rule 3 — 电池必须抽屉式、独立加热、可现场更换

电池是除雪机器人的“心脏”,必须满足:

否则 → 冬季电压下坠、寿命骤降、机器无法启动。

低温对纯电设备是最大杀手。


#️⃣ Rule 4 — 履带驱动必须采用左右独立驱动(Differential Drive)

不能走四驱轮式,原因:

👉 必须是: Left Motor + Right Motor + Electronic Differential

这是商用除雪机器人最底层的运动架构。


#️⃣ Rule 5 — LiDAR 绝不能装太低(底部位置会变成“雪瞎子”)

你图里参考渲染的问题:

正确架构:

任何雪地产品要耐“雪喷 + 结霜 + 冻融循环”。


#️⃣ Rule 6 — ECU 必须与机械腔体彻底隔离

原因:

ECU 必须:

🔥 如果 ECU 放错位置 → 整机稳定性=死亡。


#️⃣ Rule 7 — 结构件必须通过“暴雪级疲劳测试(Blizzard Fatigue Test)”

要求:

必须确认:

👉 一个冬天的破损点,就是全部量产的返修噩梦。


#️⃣ Rule 8 — 所有可动机构(舵机、电机)必须配防卡死逻辑

控制系统必须能判断:

系统要自动:

机器人最怕“死撑”,越撑越坏。


#️⃣ Rule 9 — 除雪弯道、车道口、坡道必须具备“雪地智能限速”

防止:

自动限速设计:

👉 这是北美商用用户安全诉求的关键指标。


#️⃣ Rule 10 — 外部接口必须耐盐雾(盐 + 雪 + 车道融雪剂)

北美冬天车道常用:

腐蚀性极强。

关键部件:

必须采用:

否则一年后腐蚀性返修率会炸裂式增长。


以上 10 大工程铁律,是商业机器人能否活下来的底线。

商用不是玩具,

也不是“能动就行”,

必须在最恶劣场景 200+ 次考验中,依然能正常工作。


(4/8)SnowBot V1 — 核心算法与控制策略

Control & Autonomy Blueprint(冬季自治的底层逻辑)**

雪地自治是整个机器人行业里最难的场景之一。

地面无特征、覆盖、反光、白化、遮挡、湿滑、坡度、阻力变化——所有自动驾驶最讨厌的问题在这里都有。

所以你需要一份 “能活下去的自治方案”,不是研究院那种“看起来很厉害但落不了地”的方案。

这章,就是我们为 SnowBot V1 定义的 商用级自治蓝图


#️⃣ 4.1 冬季定位(Winter Localization Stack)

❄️ 雪地定位为什么难?

所以 不能依赖单一传感器,必须采用 “三重冗余” 结构。


A. 三重定位方案(Triple Localization System)

1)LiDAR(主定位)
    → 遇到雪粉衰减时,自动降权

2)IMU(姿态 & 角度稳定)
    → 雪地打滑时自动修正推算

3)Wheel Odometry(轮速)
    → 不用于位置估计,只用于短期相对估计

4)地图限制(Geo-Fence)
    → 提供位置约束,不允许走出车道

定位逻辑公式:

Position = f(LiDAR SLAM × Weight 0.65,
             IMU Propagation × Weight 0.25,
             Odometry × Weight 0.10)

遇到雪粉反射 → LiDAR 权重下降,IMU 权重上升。

遇到滑动 → Odometry 权重下降,LiDAR 权重上升。


B. 超低温传感器工作策略

为了让传感器在 -25°C 依然可用:


#️⃣ 4.2 地面地图(Snow Terrain Mapping)

除雪地图 ≠ 正常地图,必须是动态、实时更新的。

⭐ 地图分为 3 层:

L1:静态地图(Static Map)
    → 用户绘制的车道、边界、禁区

L2:半静态地图(Semi-static)
    → 车道坡度、材质、宽度

L3:动态地图(Dynamic Snow Map)
    → 每分钟更新积雪厚度 / 雪密度

雪深实时检测(Snow Depth Estimation)

利用:

三者建立雪密度模型:

Snow Depth = f(LiDAR_delta, Ultrasonic_delta, Auger_load)

这直接影响:


#️⃣ 4.3 任务规划(Task Planning)

❄️ 三种主要任务:

A. 推雪(Pushing Mode)
B. 卷雪+抛雪(Snowblower Mode)
C. 点位清雪(Spot Cleaning)

⭐ 任务规划算法(Task Planner)

为保证稳定性,选择工业逻辑而不是 fancy AI:

1)Divide Regions(车道区域切分)
2)Generate Strips(平行条带)
3)Adaptive Overlap(重叠区自动调整)
4)Obstacle Avoidance(避障绕行)
5)Return & Reintegrate(重返任务)

为什么这样设计?

✔ 车道形状简单

✔ 车道宽度固定

✔ 可预测区域 = 最适合条带式清扫

✔ 和能源行业的路径规划思想一致(风场巡检类似)


#️⃣ 4.4 边界约束(Geo-Fence + Hard Boundaries)

用户设置:

机器人系统将这些作为硬约束:

不得跨越 不得超出 不得进入

除非用户手动 override。


#️⃣ 4.5 自主除雪策略(Adaptive Snow Removal Strategy)

这是整个机器人 AI 的核心逻辑:

策略一:深雪模式(Deep Snow Mode)

当雪深 > 10cm:


策略二:干雪 / 粉雪模式(Dry Snow Mode)


策略三:湿雪 / 冰雪模式(Heavy Wet Snow)

最危险的雪类型:

系统自动:


#️⃣ 4.6 异常恢复逻辑(Fail-safe & Recovery)

商用机器人最重要的一点:

出问题不能等用户,要自己恢复。

⭐ 四大异常恢复策略:

① Auger 卡死

→ 自动反转

→ 再前推

→ 再反转

→ 若三次失败 → 停机 & 通知用户

② 打滑

→ 判断 slip ratio > 0.35

→ 减速

→ 降扭矩

→ 切换锯齿履带模式(software torque mode)

③ 找不到定位

→ 进入 “安全返航”

→ 依据 IMU + Dead Reckoning 找回充电桩附近区域

④ 任务中断

→ 自动从断点继续(restore previous task graph)


#️⃣ 总结:为什么这个自治架构能落地?

因为它坚持三个原则:


① 不依赖高级 AI,不依赖天气,不依赖高清地图

完全使用商业可验证的传感器组合。


② 不做花哨 AI,优先“能活下去”

这是所有商用机器人成功的共同规律。


③ 极端天气优先,而不是“好天气优先”

产品必须在最坏的那 20% 天里撑住,否则商用客户不会买。


(5/8)SnowBot V1 — 人机交互、遥控、安全系统

HMI + Safety System Blueprint**

SnowBot 是商用机器人,不是“智能玩具”。

它的 HMI(Human-Machine Interface)和 Safety(安全系统)要遵守北美商用设备的三大原则:


Principle A — “用户 = 无需学习”

机器人必须像工业设备一样:

简单、直观、能看懂、能用、不会出错。

Principle B — “故障 = 不影响业务”

即使用户不理机器人,机器人也必须能安全退出或自动恢复。

Principle C — “所有安全隐患必须在全北美合规”

包括:


下面分 6 部分:


#️⃣ 5.1 人机交互(HMI)整体设计目标

HMI 的目标不是“好看”,而是:

  1. 用户知道机器人现在在做什么
  2. 用户知道机器人遇到问题需要做什么
  3. 用户可远程掌控状况
  4. 无需训练 → 能直接上手

这与 iRobot 这种民用产品的 UI 完全不同。


#️⃣ 5.2 遥控器(Remote Controller)设计

商用除雪机器人必须配备:

物理遥控器(Physical RC)+ App 双通道控制

原因:


遥控器硬件要求:

• IP54 waterproof level
• 大号按键,可戴手套操作
• 3–5 个物理按键:前、后、左、右、停止
• 两个可编程功能键(Function Key)
• LED 状态指示
• 独立加密通信(LoRa / Sub-GHz / 2.4GHz)

遥控器不是“可选”,是 必须


#️⃣ 5.3 App(用户端)HMI 设计

App 的目标是 清晰、有用、少操作

⭐ App 必须提供:

① 实时状态面板(Real-time Dashboard)

• 当前作业进度(%)
• 当前模式(自动/手动)
• 电量
• 预计完成时间
• 当前雪深(系统估计)
• 当前异常(如有)

② 地图与区域编辑

• 地图绘制(Geo-fencing)
• 车道定义
• 禁区划定
• 充电桩区域设定

③ 任务管理

• 一键开始除雪
• 一键返回充电桩
• 定时任务
• 多区域轮询任务

④ 诊断信息

• 系统日志
• 电池健康状态
• 电机负载
• 雪深估计曲线

注意:

App 必须走云端 + 本地双通道通信架构

防止网络差时系统不可控。


#️⃣ 5.4 夜间作业可视化系统(Night Ops System)

北美的除雪 80% 在夜间。

所以可视化必须达到工业设备要求:


⭐ 三件套:

① 前置 600–1200 lm LED 灯条(Work Light)

用途:

② 顶部旋转灯(Beacon Light)

颜色:Amber 黄色(北美标准)

用途:

③ 后置位置灯(Position Light)

用途:

亮度和闪烁频率要符合 SAE 标准。


#️⃣ 5.5 障碍识别系统(Obstacle Detection)

商用机器人必须保障:

所以采用“双重冗余”:

1. 3D LiDAR(主避障)
2. 碰撞条(Bumper Strip)
3. 后置超声波(短距离冗余)
4. 软件安全区域(Safety Zone)

特别说明:

在暴雪或雪粉状态下,LiDAR 有概率受干扰,

所以必须加入物理触碰条(Bumper)。


#️⃣ 5.6 全局安全逻辑(Global Safety Architecture)

SnowBot 的安全逻辑是整个系统的灵魂。

下面定义的是一个 完整的 SafeOps 管理系统(Energize SafeOps)


⭐ A. 三大紧急机制

① 急停(E-Stop)

② 手动抬起锁定(Lift Lock)

机器人被抬起或倾斜角度 > 45°:

→ 立即断开 Auger
→ 驱动电机锁定
→ 抛雪风机停机

③ 儿童/宠物安全(Presence Detection)

检测到小型移动物体:

→ 自动停机
→ 发出 warning beep
→ 重新扫描区域

⭐ B. 软件安全策略(Software Safety Layer)

1. Overcurrent Protection(防过流)
2. Motor Overheat Protection(电机过热)
3. Battery Undervoltage Protection(防欠压)
4. Chute Overload Protection(风机堵塞)
5. Track Slip Detection(打滑)
6. Auto Slowdown on Slope(斜坡自减速)

⭐ C. 自恢复逻辑(Self-Recovery Layer)

如遇问题,机器人自己恢复:

• Auger 反转三次
• 重新定位
• 路线重规划
• 自动返回充电桩
• 用户可选“继续任务”

商用客户最怕:

机器人一停 = 工人又要上岗 = 白买了

所以恢复逻辑必须强。


⭐ D. 安全合规(Compliance)美国 + 加拿大

系统必须满足:

合规对象内容
OSHA工程机械安全规范
ANSI紧急停止标准
SAE灯光颜色与闪烁规范
FCC无线通信电磁兼容
CSA加国低温设备标准

越早考虑,越少返工。


⭐(5/8)总结:

SnowBot V1 的 HMI 和安全系统是整个商业化的基础。

没有安全 → 不能进入北美市场

没有可靠反馈 → 用户不信任

没有遥控器 → 商用不可接受

没有夜间可视化 → 北美一半场景无法使用

这是我们构建一个“可运营、可商用、可复制”的核心。


(6/8)SnowBot V1 — 商用级充电系统、运营与维护体系

Charging System + O&M Blueprint**

商用机器人不是“卖出去就结束”,

而是 能不能长期跑、能不能冬天撑住、能不能在暴雪中自我维持

所以,SnowBot 的商业成功,80% 取决于:

充电体系 + 运维体系 + 易损件体系 + TCO(总拥有成本)。

这一章是商业落地能力的核心内容。


#️⃣ 6.1 商用机器人充电系统(Charging System)

❄️ 核心原则:

充电必须在暴雪情况下依然可靠。 必须自动对位、自动充电、自动清理积雪。 不能让用户每天把机器人抱回室内。

因此我们采用 三层充电架构


A. 充电底盘(Heated Charging Pad)

这不是可选件,这是必备配置。

🔥 功能:

  1. 自带加热(Heating Pad)
    • 防止暴雪覆盖
    • 保持表面融雪
    • 避免接触点冻结
  2. 斜坡式设计(1–2°)
    • 保证积雪向前滑落
    • 防止机器人上不去
  3. 工业级橡胶包覆
    • 耐盐雾
    • 防腐蚀

B. 充电接触系统(Self-Aligning Contacts)

机械辅助对位 + 弹簧针式(Pogo Pin)接触设计。

关键点:

用前进对位容易打滑偏移,


C. 充电功率

考虑到:

建议:

• 120V / 8–10A(北美标准) → 900–1200W
• 240V / 8A(可选) → 1800W

多机队客户可选:

快充版本(2.5–3kW)


#️⃣ 6.2 自动除雪与充电流程(AutoOps Cycle)

机器人必须实现:

除雪 → 自动返航 → 自动对位 → 自动充电 → 恢复任务

框架如下:

1. 执行任务
2. 电量低于 18%
3. 自动返航
4. 进入对位流程
5. 后退触碰辅助结构
6. 对准接触点
7. 执行除霜 → 接通电源
8. 恢复作业(如计划)

这一套流程是商用机器人长期运行的基础。


#️⃣ 6.3 易损件体系(Wear Parts System)

SnowBot 的 3 类耗材:


⭐ A. 高周期开关件(季节性更换)


⭐ B. 低周期开关件(1–2 年)


⭐ C. 可更换模块(维修级)

统一的好处:

减少维修技能要求,提升维护效率。


#️⃣ 6.4 维护节奏(Maintenance Cycle)

为了让机器人能跑一个完整冬季,需要给用户简单明了的保养周期:


⭐ A. 每日自动保养(机器人自维护)


⭐ B. 每周维护(用户)

• 清理充电底盘积雪
• 检查剪切销
• 检查履带
• 擦拭传感器罩

时间:5 分钟内完成。


⭐ C. 每季维护(服务中心)

• 全车除盐雾清洁
• 除雪系统维护
• 电机润滑
• 软件升级
• 结构检查(螺栓、轴承)

#️⃣ 6.5 遥测(Telemetry)与运维大脑(O&M Brain)

运营级机器人必须“自己汇报状态”。

ECU 需要持续上传:

• 电池健康(SOH, SOC)
• 电机扭矩曲线
• 雪深估计
• 作业效率(每小时面积)
• 打滑比率(Slip Ratio)
• 异常事件(Error Code)
• 预计剩余寿命(预测性维护)

服务中心可提前判断:

这就是商用机器人最重要的价值:

“可运营”能力。


#️⃣ 6.6 总成本模型(TCO Model)

为了让客户买单,必须保证:

使用 SnowBot 的成本 ≤ 人工 40% 以下。

SnowBot 的成本结构:


A. 一次性:


B. 运营成本:


C. SaaS 服务:


D. TCO 对比人工:

人工除雪SnowBot
成本
一致性不稳定稳定
时间人到才能干自动干
事故风险极低

→ 商用客户选择机器人的唯一理由: 能省钱 + 省心 + 更稳定。


🎯(6/8)总结

一台商用机器人真正的竞争力不是“能跑”,

而是:

我们在这一章为 SnowBot 定义的,就是:

一个真正可用、可运营、可信赖的商用机器人。


(7/8)SnowBot V1 — 工业设计语言

Industrial Design Language (IDL)**


7.1 Heavy-Duty Industrial Design 美学原则(核心 10 条)

这是构建“商用 = 可靠、耐操、抗造”的基础。


① 不能圆润 → 必须棱角硬朗(Structural Confidence)

圆润 = 玩具

棱角 = 工具

商用设备必须看起来能扛脏、扛撞、扛摔。


② 厚重线条 + 外露加强筋(Reinforcement Lines)

视觉上要告诉用户:

“我是重型机器,我的结构是稳的。”

像:

③ 外露螺栓、铆钉、机械连接结构(Exposed Fasteners)

这是工业感的核心。

商用机器人不要追求生活家电的隐藏式设计。

螺栓外露 = 可靠 + 可维修 + 工业感。


④ 色彩必须工业级(Industrial Palette)

三种绝对不能错的主色:

  1. Safety Yellow(工业黄,Caterpillar、Deere 用色)
  2. Graphite Gray(石墨灰,金属质感)
  3. Matte Black(哑光黑,机械性强)

辅助色:

绝不能用:


⑤ 外壳必须“厚、不怕撞、可以敲”

视觉语言必须明确:

“这种设备撞一下没事,你可以放心用。”

建议:


⑥ 传达重量感(Perceived Weight)

机器人重量大约 120–180 kg,

但视觉上必须看起来:

“稳定,不会被推走,不会被雪卡住,不会打滑。”

方法:


⑦ 模块化外观(Modular Panels)

使用户直觉理解:

一看就懂怎么维修。


⑧ 夜间可视化语言(Night Ops Visual Language)

必须符合北美安全视觉设计语言:

让整个设备在暴雪中看起来:

“稳、亮、可视、安全。”


⑨ 冷区设备风格(Arctic Equipment Look)

参考:

强调:


⑩ 不准科幻 → 必须现实可制造(Anti-Sci-Fi Rule)

不能犯的错误:

我们要的是:

“一个你看到就知道:


7.2 SnowBot 的设计语言模板(IDL Template)

这是未来所有 Energize 机器人统一的工业美学框架:

• Industrial Geometry(工业几何)
• Reinforced Edges(加固棱线)
• Visible Mechanics(可见机械结构)
• Bold Massing(重心厚重)
• Arctic-ready Aesthetic(抗雪风格)
• Functional Surfaces(功能导向外形)
• Serviceability First(可维护优先)
• High-Visibility Safety Features(高可视安全标识)
• Matte Textured Material(哑光工业质感)

7.3 SnowBot 外观结构区块(Exterior Block Anatomy)

将机器人外观拆成 7 个视觉区块:

1. Front Cutting Zone(前切削区)
   → 双螺旋刀、冰纹纹理、金属护罩

2. Mid Frame Body(中段主结构)
   → 重心集中区、粗壮梁架、外壳加固

3. Drive Track Zone(履带区)
   → 宽履带 + 张紧器 + 防护壳

4. Battery Zone(电池模块区)
   → 清晰可拆卸抽屉结构

5. ECU / Sensor Tower(感知塔)
   → 视觉中心、机械感强

6. Chute Assembly(喷雪管道)
   → 不对称轮廓、机械连杆可见

7. Safety Visual System(安全视觉系统)
   → 灯条 + 反光条 + 警示灯

⭐ **7.4 最终风格:

“Caterpillar × Arctic Robotics”**

一句话描述 Energize SnowBot 的工业设计风格:

“像卡特彼勒那样可靠, 像北极科研设备那样抗造, 像约翰迪尔那样一看就是能干活的。”

不是科幻, 不是家用, 不是玩具 —— 是工程设备(Equipment)。


7.5 渲染 Prompt(ID 美学版)

以下 Prompt 是给视觉团队的 ID 版:

A heavy-duty commercial electric snow-removal robot designed with Caterpillar
and John Deere industrial aesthetics. Rugged matte metal panels, reinforced edges,
exposed bolts, modular chassis, dual-stage auger system, wide tracks with
snow-grip pattern, high-visibility industrial yellow and graphite gray palette.

No sci-fi elements. Looks like real Arctic engineering equipment.
LED safety beacons, work lights, reflective strips. Photorealistic industrial render.

这个版本用于融资 Deck、官网、媒体、客户展示时使用。


(8/8)SnowBot V1 — SKU 体系、场景适配、未来车辆族谱

Product Line & Family Tree**

本章解决三个问题:

这套体系会决定:


#️⃣ 8.1 SnowBot V1 — 商用级 SKU 体系(SKU Strategy)

SnowBot 的 SKU 不应该太多,必须 三个 SKU 解决 80% 用户需求

我们采用 “商用设备行业” 的经典分法:

V1-Basic
V1-Pro
V1-Max

SKU 1:SnowBot V1-Basic(入门商用)

适用对象:

关键参数:

• 单驱动 1kW ×2
• Auger 1.2kW
• 3.5 kWh 电池(抽屉式)
• 55 cm 刀宽
• 手动调节喷雪口
• 半自动模式(区域式)
• 无相机,仅 LiDAR + IMU

售价:$9,500–$12,000

定位:入门级商用设备,替代人工。


SKU 2:SnowBot V1-Pro(主力型号)

适用对象:

关键参数:

• 双驱动 1.5kW ×2
• Auger 2kW + Impeller 1.2kW
• 5 kWh 电池
• 65–70 cm 刀宽
• 自动喷雪管道控制(旋转 + 升降)
• 高级避障传感器(LiDAR Tower)
• 完整自动模式
• Heated Charging Pad

售价:$15,000–$22,000

这是我们的主力爆款 SKU。


SKU 3:SnowBot V1-Max(高端商用)

适用对象:

关键参数:

• 双驱动 2kW ×2
• Auger 3.2kW + Impeller 1.5kW
• 7 kWh 电池(可双电池壳)
• 75–90 cm 刀宽
• 双 LiDAR + Camera(增强冬季定位)
• Partial Heating(关节防冻)
• 全套自动化(Geo-fence + 路径规划)
• 智能队列模式(多个机器人协同)

售价:$25,000–$35,000

定位:“物业级旗舰型号”

(投资人非常喜欢看到这一档,因为利润高、稳定性强。)


#️⃣ 8.2 按场景适配(Use Case Fit)

不同用户,不同需求。

我们建立一个商业客户适配表:


场景 1:住宅车道承包(Driveway Contractors)

需求:效率 + 价格

推荐 SKU:

→ V1-Pro / V1-Basic

场景 2:高端物业(Gated Communities / Luxury Estates)

需求:稳定 + 无噪音

推荐 SKU:

→ V1-Pro / V1-Max

场景 3:政府 / 市政(Government / Municipal)

需求:连续作业 + 大面积

推荐 SKU:

→ V1-Max

场景 4:商业场地(Mall, Hospital, Campus)

需求:早上必须干净 & 全天自动

推荐 SKU:

→ V1-Pro / V1-Max

场景 5:工业园区(Industrial Sites)

需求:强可靠、全天候

推荐 SKU:

→ V1-Max(双机队)

#️⃣ 8.3 功能模块(Feature Pack)可选包体系(Add-on Strategy)

类似特斯拉、约翰迪尔等工业设备的盈利方式:


⭐ Add-on 1:增强避障套件($1,200–$2,000)


⭐ Add-on 2:双电池包($1,500–$2,500)

适合大面积用户。


⭐ Add-on 3:远程运营控制台($25–$99/月)

适合:


⭐ Add-on 4:高通量充电站($1,200–$1,800)

提供:


#️⃣ 8.4 多工作头体系(Modular Workhead System)

一个最强商业逻辑:

SnowBot 的底盘可以复用,用于 4 大类任务系统。

未来扩展能力:


⭐ Workhead A:Snow – 除雪头(Auger + Impeller)

已定义。


⭐ Workhead B:Lawn – 割草头(Rotary Mower)

适配:

需要加入:


⭐ Workhead C:Patrol – 安防巡逻头(PTZ + Lightbar)

适配:

这点对美国客户非常重要。


⭐ Workhead D:Inspect – 巡检头(Thermal + RGB)

可以服务:

可搭配未来 UAV:

→ 完成 空地一体巡检体系


#️⃣ **8.5 机器人家族谱(Robotics Family Tree)

未来 5 年产品路线规划**

这张图可以直接放入 BP 或投资人报告。

Energize Robotics Family Tree
│
├── SnowBot Series(Winter)
│     ├── V1-Basic
│     ├── V1-Pro
│     └── V1-Max
│
├── LawnBot Series(Summer)
│     ├── M1-Residential(不做)
│     ├── M1-Commercial(做)
│
├── PatrolBot Series(Security)
│     ├── P1-Parking
│     ├── P1-Industrial
│
├── InspectBot Series(Industrial Inspection)
│     ├── I1-Ground(地面自主)
│     └── I1-Hybrid(无人机 + 地面协同)
│
└── Hybrid / Multi-Platform
      ├── Universal Chassis Platform(万能底盘)
      └── Workhead Modules(除雪/除草/巡检/安防)

说明:


⭐(8/8)最终总结

SnowBot V1 不是一款除雪机器人,

它是整个 Energize Robot Ecosystem(机器人生态)的第一块砖。

未来 5 年你会拥有:

✔ 同一底盘 → 四大行业(雪、草、安防、巡检)

✔ 同一 OS → 所有机器人共享

✔ 同一供应链 → 成本不断下降

✔ 同一运营体系 → SaaS 收入持续增长

✔ 同一品牌 → Energize = 北美户外机器人第一品牌


SnowBot™ Commercial Autonomous Snow Removal Robot

Safety Perceptibility HMI Spec — Sound & Light Unified Matrix

Whitepaper Supplement — V1.1

Document ID: ARCBOS-SNB-ENG-HMI-SIG-V1.1

Applies to: SnowBot™ V1 (Commercial) / future ARCBOS commercial robots

Principle: Silence by default · Perceptible when needed · Safety first · No entertainment


1. Purpose

本文件定义 SnowBot 在商用环境(夜间、低能见度、有人车混行)下的安全可感知 HMI 提示系统,以确保:


2. Definitions & Non-Negotiables

2.1 Signal Types

2.2 Permanent Prohibitions (Must Not Exist)

2.3 Mandatory Requirements


3. State Machine Baseline

State CodeState NameDescription
S0POWER_OFF断电
S1BOOT / SELF-CHECK上电自检
S2READY待命(可操作但不移动)
S3AUTONOMOUS_WORK自动作业
S4YIELDING减速 / 让行
S5MANUAL_OVERRIDE人工接管
S6RECOVERY脱困 / 重规划(非常规运动)
S7FAULT_DEGRADED故障降级
S8E_STOP急停
S9SAFE_SHUTDOWN安全停机
S10DOCKED_CHARGING已对接充电(执行器锁止)

4. Light Priority Model (Override Rules)

PriorityCategoryRule
P0Safety Emergency覆盖一切
P1Fault / Degraded覆盖工作与待命
P2Motion Related覆盖待命/作业灯效
P3Normal Work / Ready / Boot正常状态
P4Dormant / Charging最低优先级

Global Override Rules

  1. 任意 P0/P1 触发 → 立即终止所有低优先级灯效
  2. 运动状态(S4/S6)禁止出现呼吸灯
  3. 只要执行器解锁 → 禁止 S10 充电呼吸灯
  4. 灯光应先于动作变化(预告),动作后保持一致(确认)

5. Quiet Zone / Night Policy (Global)

ItemRule
Quiet Hours22:00–07:00(可配置)
Sound禁止 L1/L2(确认/动作提示可抑制),保留 L3/L4(安全类)
Max Volume≤ 白天 60%(可配置上限)
Priority灯光 > 声音
Goal降低居民投诉 / 物业风险 / 夜间扰民风险

6. Unified Matrix — Sound × Light × Behavior (Single Source of Truth)

说明:本表为唯一事实源。任何 UI、固件、测试脚本、现场交付均以此表为准。

S1 — BOOT / SELF-CHECK(上电自检)【P3】

ItemSpec
Sound✅ Confirm Tone ×1(<300ms 单音)
Light白色慢闪(2s 周期,0.5Hz)
Behavior不移动
Purpose系统上线自检中,尚不可操作
Night/Quiet声音允许一次性(可配置抑制)

S2 — READY(待命)【P3】

ItemSpec
Sound❌ None
Light白 / 冷白 常亮
Behavior静止
Purpose已就绪但不会动(克制=高级感)

S3 — AUTONOMOUS_WORK(自动作业)【P3】

ItemSpec
Sound❌ Default None
Light白色常亮(夜间公共区域推荐)或极慢呼吸(3–5s 周期,仅白天/封闭场地)
Behavior正常作业
Prohibition❌ 禁止持续场景声音 / 氛围音
Exception进入/退出状态时可发 Confirm Tone ×1(可被 Quiet Policy 抑制)

S4 — YIELDING(减速/让行)【P2】

ItemSpec
Sound⚠️ Short Cue ×1(低优先级,可被 Quiet Policy 抑制)
Light黄色慢闪(1Hz)
Behavior明显减速
Trigger人/车靠近但仍可安全通过
Purpose“我看见你,在让你”
Night/Quiet声音可抑制,灯光必须

S5 — MANUAL_OVERRIDE(人工接管)【P2】

ItemSpec
Sound✅ Confirm Tone ×1
Light蓝色常亮
Behavior不自主移动,等待人工
Purpose防止误以为仍在自动模式

S6 — RECOVERY(脱困/重规划)【P2】

ItemSpec
Sound⚠️ Pre-action Cue ×1(动作前提示)
Light黄色快闪(2Hz)
Behavior低速、不规则运动
Purpose提前告知“运动不可预测”
Constraint不循环、不播报原因(原因给 UI/日志)

S7 — FAULT_DEGRADED(故障降级)【P1】

ItemSpec
Sound⚠️ Periodic Alert (≥3s 间隔),不可关闭
Light红黄交替闪(1–2Hz)
Behavior降级运行或停止
Night/Quiet音量限幅,但不可全静音
Purpose“异常但未急停,需要注意/维护”

S8 — E_STOP(急停)【P0】

ItemSpec
Sound🚨 High-Priority Alarm (Loop),不可静音
Light红色快闪(3–4Hz)
Behavior执行器断电/锁止
Purpose“危险 / 禁止接近 / 必须人工处置”
Compliance安全/保险关键点(需记录日志与复位流程)

S9 — SAFE_SHUTDOWN(安全停机)【P1/P3】

ItemSpec
Sound✅ End Confirm Tone ×1
Light红 → 灭(过渡 1–2s)
Behavior锁止、不可再动
Purpose明确系统不可操作

S10 — DOCKED_CHARGING(已对接充电)【P4】

ItemSpec
Preconditions✅ 已物理对接 Dock + ✅ 执行器锁止 + ✅ 禁止自主规划
Sound❌ All muted(仅保留安全级事件)
Light冷白/青蓝 低亮度慢呼吸(3–5s 周期,≤30% 亮度)
Behavior静止
Purpose“安全休眠 + 充电中”
Prohibition❌ 未 Docked 禁止使用;执行器解锁立即关闭

7. Brightness Limits (Global)

ScenarioMax Brightness
Daytime100%
Night≤ 60%
Residential / Quiet Zone≤ 40%
Docked Charging≤ 30%

8. Logging & Traceability (Minimum Fields)

所有状态与提示行为必须记录(至少包含):


9. Internal Design Principle (Quote)

Sound is not personality.Sound is confirmation.Silence is the default state.