22、机器人技术：从点对点搬运到除草的创新应用

机器人技术：从点对点搬运到除草的创新应用

1. 可靠的时间最优点对点搬运

在机器人操作领域，点对点（PtP）服务员运动问题是一个关键挑战。该问题被表述为最优控制问题，并通过多重射击法来求解。这一过程考虑了所有相关的动态现象，具体如下：
- 关节摩擦 ：关节在运动过程中会产生摩擦，这会影响机器人的运动效率和精度。
- 关节速率、加速度和急动度限制 ：这些参数的限制确保机器人的运动在安全和合理的范围内。
- 电机扭矩 ：电机扭矩决定了机器人能够提供的动力大小。
- 单边接触条件和相应限制 ：这是建模中的关键部分，它自然地导致了一个非线性非凸优化问题。

实验结果表明，这种计算方法是可行的，并且所获得的时间最优轨迹具有实际应用价值。不过，这只有在使用已识别模型的情况下才能得到保证。这种方法适用于包括并联机械手在内的一般机器人系统。

2. 除草移动机器人的设计需求

杂草控制是一个长期存在的问题。杂草会与农作物争夺土地、养分、阳光和水资源，影响农作物的生长。在农业领域，已经有许多自动化的杂草控制解决方案，例如AgroBot，它由移动底座和配备除草剂喷雾工具的拟人机械臂组成，通过视觉传感器检测和处理杂草；还有一些使用旋转刀片或配备刀片的delta臂来除草的机器人系统。

然而，工业场地的杂草控制也很重要，比如出于美观、保护硬件、确保人行道和停车场通行等原因。工业场地与农业领域在土壤组成等方面存在显著差异，工业场地通常是混凝土或沥青路面，杂草生长空间有限。目前市场上