我国北方地区冬季受降雪影响大,积雪经汽车行人碾压、环境温度变化等影响反复融冻,形成压实冰雪。道路压实冰雪给车辆行人的出行带来极大不便。道路压实冰雪质地坚硬并且粘附于道路表面,不易清除,其物理力学性质非常复杂,很难根据具体冰雪路况制定合适的清除方案。因此,研发一种智能、高效、环保的道路压实冰雪清除设备至关重要。本文从道路压实冰雪的形成过程开始分析,总结道路冰雪的类型、冰雪密度、抗压强度、摩擦因数等物理参数以及冰雪与路面的粘附机理和粘附强度等特性,为开发智能除冰雪设备提供有力的理论基础。针对不同的冰雪路况,设计了可切换除冰/除雪模式的除冰雪试验样机。对除冰装置关键部件进行了设计和基本参数确定,并对其除冰机理进行了研究,分析了除冰刀齿在工作过程中的受力情况和整个除冰转子的阻抗力矩。在理论分析的基础上,运用Solid Works软件建立除冰转子的简化三维模型,利用仿真分析软件LS-DYNA对单把除冰刀齿的除冰过程进行数值模拟,通过改变压实冰雪类型,分析除冰刀齿受力情况,从而确定合适的除冰转速。对除冰刀齿的工作轨迹进行了分析,确定了除冰转速与行驶速度之间的关系,并根据实际经验进行了优化,为后续自动控制系统的设计提供了数据基础。针对功能要求,设计了以PLC为核心的控制系统,确定了各模块的控制方案,并以此为基础进行了控制系统软件的框架设计,可实现除冰模式、除雪模式切换,自动控制除冰转速,提供最佳行驶速度建议等功能。