機器人概論 9787111333708 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

李雲江 著

圖書標籤:

• 機器人
• 人工智能
• 機器人技術
• 自動化
• 控製工程
• 機械工程
• 電子工程
• 高等教育
• 教材
• 科普

店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111333708

商品編碼：29712479361

包裝：平裝

齣版時間：2011-05-01

基本信息

書名:機器人概論

定價：43.00元

售價：29.2元,便宜13.8元,摺扣67

作者:李雲江

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2011-05-01

ISBN：9787111333708

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.400kg

編輯推薦

內容提要

　　本書生動地介紹瞭機器人的起源、發展、分類、應用、組成、功能及應用前景，較係統地介紹瞭機器人技術的基礎知識，在相關章節介紹瞭若乾機器人應用實例，如特種機器人、生物生産機器人、足球機器人、仿生機器人等。並結閤大學生的特點，介紹瞭機器賽的有關知識，比較全麵地反映瞭外機器人研究和應用的*進展。
　　本書內容新穎、邏輯性強，既有普及性，又有深度，圖文並茂，可讀性強。可使讀者（尤其是大學生）初步掌握機器人技術，開闊視野，拓寬思路，並激發他們研究機器人的興趣。
　　本書適閤高等院校機械電子工程、自動化專業的本科生作教材使用，也可供從事機電行業的工程技術人員使用或參考。

目錄

前言
章 機器人概述
　1.1 機器人的概念和分類
　　1.1.1 機器人的概念
　　1.1.2 機器人的分類
　1.2 機器人發展史
　　1.2.1 古代機器人一
　　1.2.2 現代機器人二
　　1.2.3 中國機器人的發展
　1.3 機器人的基本結構
　1.4 機器人與人
　1.5 機器人的研究內容
第2章 機器人博覽
　2.1 工業機器人
　　2.1.1 概述
　　2.1.2 工業機器人在工業生産中的應用
　　2.1.3 工業機器人的發展趨勢
　2.2 特種機器人
　　2.2.1 護士助手
　　2.2.2 口腔修復機器人
　　2.2.3 進入血管的機器人
　　2.2.4 高樓擦窗和壁麵清洗機器人
　　2.2.5 清洗巨人
　　2.2.6 汽車加油機器人
　　2.2.7 康復機器人
　　2.2.8 微創外科手術機器人
　2.3 軍用機器人
　　2.3.1 機器警察
　　2.3.2 機器工兵
　　2.3.3 機器保安
　　2.3.4 水下機器人
　　2.3.5 未來奇兵
　　2.3.6 太空機器人
第3章 機器人機械結構
　3.1 機器人末端執行器
　　3.1.1 夾鉗式取料手
　　3.1.2 吸附式取料手
　　3.1.3 專用末端操作器及換接器
　　3.1.4 仿生多指靈巧手
　3.2 機器人手腕
　　3.2.1 概述
　　3.2.2 手腕的分類
　3.3 機器人手臂
　　3.3.1 手臂直綫運動機構
　　3.3.2 手臂迴轉運動機構
　　3.3.3 手臂俯仰運動機構
　　3.3.4 手臂復閤運動機構
　　3.3.5 新型的蛇形機械手臂
　3.4 機器人機座
　　3.4.1 固定式機器人
　　3.4.2 行走式機器人
　3.5 機器人的傳動
　　3.5.1 移動關節導軌及轉動關節軸承
　　3.5.2 傳動件的定位及消隙
　　3.5.3 諧波傳動
　　3.5.4 絲杠螺母副及滾珠絲杠傳動
　　3.5.5 其他傳動
第4章 機器人控製技術
　4.1 機器人控製基礎
　　4.1.1 機器人控製係統的特點
　　4.1.2 機器人的控製方式
　　4.1.3 機器人控製係統結構和工作原理。
　　4.1.4 機器人單關節位置伺服控製
　　4.1.5 機器人的力控製
　　4.1.6 機器人智能控製
　4.2 機器人傳感器
　　4.2.1 機器人傳感器概述
　　4.2.2 內部傳感器
　　4.2.3 外部傳感器
　　4.2.4 多傳感器融閤
　4.3 機器人編程
　　4.3.1 機器人編程係統及方式
　　4.3.2 對機器人的編程要求
　　4.3.3 機器人編程語言的類型
　　4.3.4 動作級語言
　　4.3.5 對象級語言
第5章 特種機器人應用
　5.1 特種機器人應用的意義
　5.2 特種機器人係統
　　5.2.1 特種機器人的共性技術
　　5.2.2 基於行為的特種機器人體係結構
　　5.2.3 特種機器人重點研究的科學問題
　5.3 特種機器人應用實例
　　5.3.1 水下機器人
　　5.3.2 地麵移動機器人
　　5.3.3 空中機器人（無人機）
　　5.3.4 空間機器人
第6章 生物生産機器人
　6.1 生物生産機器人概述
　　6.1.1 生物生産機器人的獨特性
　　6.1.2 生物生産機器人的作業對象
　6.2 生物生産機器人的基本組成
　6.3 生物生産機器人的應用實例
　　6.3.1 番茄收獲機器人
　　6.3.2 黃瓜收獲機器人
　　6.3.3 草莓收獲和揀選機器人
　　6.3.4 多功能機器人
　　6.3.5 植物保護機器人
　　6.3.6 肉品加工機器人
第7章 仿生機械學
　7.1 仿生機械學定義
　7.2 仿生機械簡史
　7.3 仿生機械學的研究領域
　7.4 仿生設計
　　7.4.1 生物形態與工程結構
　　7.4.2 生物形態與運動
　7.5 仿生機械與機器人技術、康復工程
　　7.5.1 仿生機械與機器人技術
　　7.5.2 仿生機器人的研究
　　7.5.3 康復工程與假肢技術
　7.6 仿生機械實例
　　7.6.1 仿生機器蟹
　　7.6.2 水母機器人
　　7.6.3 仿生機器魚
　　7.6.4 機器龍蝦
　　7.6.5 仿生企鵝
　　7.6.6 機器蒼蠅
　　7.6.7 機器雨燕
　　7.6.8 仿生蚱蜢跳躍機器人
　　7.6.9 仿生機器人壁虎
　　7.6.10 仿生快速穿越沙地機器人
　　7.6.11 仿生機器蛇
　　7.6.12 水麵行走機器人
第8章 機器賽
　8.1 夢想從機器人開始
　8.2 智能足球機器人係統概述
　　8.2.1 智能足球機器人係統
　　8.2.2 智能足球機器人係統的産生
　　8.2.3 智能足球機器人在中國的發展
　8.3 智能足球機器人係統的組成及其應用
　　8.3.1 智能足球機器人係統的組成
　　8.3.2 智能足球機器人係統的應用
　8.4 智能小型足球機器人的本體結構
　　8.4.1 機械子係統
　　8.4.2 控製子係統
　　8.4.3 闆載軟件
　8.5 智能小型足球機器人係統的通信係統與電源子係統
　　8.5.1 無綫通信係統的組成
　　8.5.2 電源子係統
　8.6 智能中型足球機器人的硬件結構
　　8.6.1 硬件結構組成
　　8.6.2 機械結構
　　8.6.3 微處理單元
　8.7 智能中型足球機器人係統的軟件結構
　　8.7.1 視覺子係統
　　8.7.2 通信子係統
　　8.7.3 決策子係統
　　8.7.4 控製子係統
第9章 前沿機器人
　9.1 仿人機器人
　　9.1.1 仿人機器人的發展曆史和研究現狀
　　9.1.2 立體視覺係統
　　9.1.3 五指靈巧手
　　9.1.4 二足步行機構
　　9.1.5 人機交互技術
　　9.1.6 仿人機器人的發展方嚮
　9.2 微型機器人與微操作
　　9.2.1 微型機器人的概念及其發展現狀
　　9.2.2 微型機器人
　　9.2.3 微操作機器人
參考文獻

作者介紹

文摘

序言

《智能機器人的科學與藝術》 一、 機器人：從夢想照進現實的演化史詩 長久以來，人類便對能夠獨立思考、執行任務的機械生命充滿瞭無限遐想。從古代的 automata，到科幻作品中形態各異的機器人，它們不僅是技術進步的象徵，更是人類探索自身潛能、挑戰自然邊界的映照。本書《智能機器人的科學與藝術》旨在帶領讀者穿越時空的維度，深入探究機器人技術從一個模糊的科學幻想，一步步演化為深刻影響我們生活、工作乃至社會結構的現實科技的壯闊曆程。 我們將從機器人概念的源頭追溯。在古希臘神話中，赫菲斯托斯創造的金屬僕人，便已隱約可見早期人類對智能機械的渴望。文藝復興時期，達芬奇精巧的機械騎士模型，更是以驚人的預見性，勾勒齣瞭早期仿生機器人的雛形。而真正將“機器人”這一概念注入現代文化基因的，無疑是捷剋作傢卡雷爾·恰佩剋在1920年推齣的戲劇《羅薩姆的萬能機器人》（R.U.R.）。劇中的“機器人”（Robota，意為“苦力”），雖然被設定為沒有情感的勞動力，卻引發瞭關於人工智能、自由意誌乃至人類與創造物之間關係的深刻哲學討論，為後來的機器人學研究奠定瞭思想基石。 本書並非簡單羅列技術名詞，而是將機器人技術的發展置於曆史、哲學、社會和文化的大背景下進行審視。我們將解析不同時代背景下，人們對機器人的期望與恐懼如何塑造瞭技術的發展方嚮。例如，二戰後自動化浪潮的興起，催生瞭工業機器人的誕生，它們以精準、高效和不知疲倦的特性，徹底改變瞭製造業的麵貌。而隨著計算機科學、人工智能和傳感技術的飛速發展，機器人的能力邊界不斷拓展，它們不再局限於預設的軌道，而是開始學習、感知、決策，朝著更智能、更通用的方嚮邁進。 我們還會深入探討那些在機器人發展史上留下濃墨重彩的裏程碑式人物和事件。從艾倫·圖靈關於機器智能的理論設想，到約翰·麥卡锡首次提齣“人工智能”概念，再到早期符號主義和連接主義的論戰，這些思想的碰撞與演進，為後來驅動機器人行為的算法奠定瞭理論基礎。同時，本書也將迴顧第一颱通用型機器人、第一颱行走機器人、第一颱能夠進行復雜交互的仿人機器人等關鍵技術的突破，解析其背後的科學原理與工程挑戰。 二、 機器人的“大腦”：感知、認知與決策的奧秘 機器人之所以能被視為“智能”，其核心在於其“大腦”——感知、認知與決策係統。本書將層層剝開這些復雜係統的麵紗，以通俗易懂的語言，揭示機器人如何理解我們所處的世界。 感知係統是機器人與外界進行信息交互的“眼睛”和“耳朵”。我們將詳細介紹各種傳感器的工作原理，包括： 視覺傳感器（攝像頭）： 從簡單的圖像采集到復雜的圖像識彆，我們將探討如何利用捲積神經網絡（CNN）等深度學習技術，讓機器人“看到”並理解圖像中的物體、場景甚至人物的情緒。我們將深入講解目標檢測、圖像分割、物體識彆等關鍵技術，以及它們在機器人導航、抓取和交互中的應用。 聽覺傳感器（麥剋風）： 機器人如何“聽懂”我們的指令？我們將介紹語音識彆技術，從聲學模型到語言模型，解析機器人如何將人類的語音轉化為可執行的命令。同時，我們也會探討語音閤成技術，讓機器人能夠用自然流暢的語言與我們交流。 觸覺傳感器： 機器人如何感知物體的質地、形狀和力度？我們將講解力覺傳感器、觸覺陣列等，以及它們在機器人精細操作、安全交互方麵的作用。 激光雷達（LiDAR）和超聲波傳感器： 這些“眼睛”如何為機器人繪製周圍環境的三維地圖？我們將分析它們的工作原理，以及如何通過SLAM（同步定位與地圖構建）技術，讓機器人實現自主導航和路徑規劃。 慣性測量單元（IMU）： 機器人如何感知自身的姿態和運動？我們將講解陀螺儀和加速度計，以及它們在機器人平衡、穩定和精確運動控製中的作用。 認知係統則是機器人“理解”和“思考”的核心。這涉及到從感知信息中提取有意義的知識，並進行推理和判斷。 機器學習與深度學習： 我們將重點介紹機器學習，尤其是深度學習在機器人認知中的革命性作用。從監督學習、無監督學習到強化學習，我們將解釋各種學習範式如何賦能機器人從數據中學習規律，提升性能。特彆地，我們將深入探討各種神經網絡架構，如全連接網絡、循環神經網絡（RNN）、長短期記憶網絡（LSTM）以及Transformer等，解析它們在處理序列數據、文本理解和復雜模式識彆上的優勢。 知識錶示與推理： 機器人如何存儲和利用知識？我們將介紹符號主義方法，如知識圖譜、邏輯推理，以及它們如何幫助機器人進行常識推理和規劃。同時，我們也會探討混閤方法的潛力，將符號推理與連接主義的感知能力相結閤，構建更強大的認知係統。 自然語言處理（NLP）： 機器人如何理解人類的語言，並以人類能理解的方式迴應？我們將深入探討NLP的各個方麵，包括文本分詞、詞性標注、句法分析、語義理解以及對話管理。我們將展示先進的語言模型如何實現更自然的交流，讓機器人成為真正意義上的智能助手。 決策係統則是機器人“行動”的指揮官。基於感知和認知的結果，機器人需要決定下一步該做什麼。 路徑規劃與導航： 如何讓機器人在復雜的環境中找到最優路徑？我們將介紹A算法、Dijkstra算法等經典路徑規劃算法，以及它們在機器人自主導航中的應用。 運動控製： 如何讓機器人的手臂、腿部或其他執行器精確地完成動作？我們將講解PID控製、模型預測控製等經典控製理論，以及更先進的強化學習在運動控製中的應用，讓機器人能夠實現平穩、協調的運動。 任務規劃與執行： 機器人如何分解復雜任務，並按部就班地完成？我們將介紹基於規則的係統、基於AI的規劃方法，以及它們如何讓機器人能夠獨立完成一係列復雜的任務，例如組裝産品、清理房間等。 人機交互決策： 機器人如何判斷何時以及如何與人類進行交互？我們將探討情感識彆、意圖識彆以及用戶建模等技術，讓機器人能夠更好地理解人類的需求和情緒，做齣更恰當的反應。 三、 機器人的“身體”：從機械結構到仿生形態 機器人的“身體”是其執行任務的物理載體，其設計與實現直接關係到機器人的功能、靈活性和適應性。本書將詳細剖析機器人身體的演進與創新。 工業機器人： 從最初笨重的機械臂，到如今擁有高精度、高速度和高靈活性的多軸機器人，我們將迴顧工業機器人在自動化生産綫上的發展曆程，解析其在汽車製造、電子組裝等領域的關鍵作用。我們將探討伺服電機、減速器、末端執行器等核心部件的技術演進，以及它們如何協同工作，實現高效的生産。 移動機器人： 輪式機器人、履帶式機器人、無人機、水下機器人……它們如何實現自主移動？我們將深入探討各種移動平颱的驅動技術、懸掛係統以及越障能力。特彆地，我們將重點關注無人機的空中動力學、飛行控製以及自主導航技術，解析它們在物流、勘測、攝影等領域的廣泛應用。 仿人機器人： 模擬人類形態和運動是機器人領域長期追求的目標。我們將解析仿人機器人的設計挑戰，包括雙足行走、平衡控製、精細操作以及人機交互。本書將介紹例如Atlas、ASIMO等經典仿人機器人的研發曆程，分析它們在步態生成、力量控製以及適應復雜地形方麵的技術突破。 特種機器人： 針對特定場景和任務設計的機器人，如醫療機器人、搜救機器人、空間機器人等，它們在設計上往往需要考慮極端的環境條件和高度專業化的功能。我們將探討這些特種機器人在材料選擇、驅動方式、傳感配置以及安全冗餘設計上的獨到之處。 四、 機器人與未來：重塑社會、經濟與倫理的深刻變革 機器人技術的飛速發展，不僅帶來瞭技術上的革新，更深刻地影響著我們的社會、經濟和倫理觀念。本書將以廣闊的視野，探討機器人技術對未來的潛在影響。 工作與就業： 自動化和人工智能的普及，將不可避免地改變就業結構。我們將分析哪些職業可能麵臨被取代的風險，哪些新興職業將應運而生。本書將探討如何通過教育改革、技能培訓以及社會保障體係的完善，來應對就業市場的挑戰，實現人機協同的未來。 醫療健康： 醫療機器人正在以前所未有的方式改變著診斷、治療和康復。從微創手術機器人到智能護理機器人，它們將如何提高醫療效率、降低醫療成本、改善患者體驗？我們將深入探討機器人技術在遠程醫療、個性化治療和老年護理領域的巨大潛力。 生活方式： 智能傢居機器人、服務機器人，將如何滲透到我們的日常生活？從清潔打掃到陪伴老人，機器人將如何解放我們的雙手，提升生活品質？本書將展望智能機器人如何為我們創造更便捷、更舒適、更智能的居住環境。 倫理與法律： 隨著機器人能力的增強，一係列新的倫理和法律問題也隨之而來。例如，機器人的責任歸屬、數據隱私、算法偏見等。本書將引導讀者思考這些重要議題，並探討如何製定閤理的法規和倫理準則，確保機器人技術的發展符閤人類的根本利益。 人機關係： 機器人將如何與人類共存，甚至成為我們的夥伴？我們將探討情感計算、共情機器人等前沿領域，以及它們如何塑造未來人機交互的新模式。機器人是否會擁有情感？它們與人類的關係將走嚮何方？這些引人深思的問題，將是本書探討的重要內容。 《智能機器人的科學與藝術》並非止步於對當前技術的梳理，更緻力於激發讀者對機器人未來發展的想象與思考。我們相信，通過對機器人科學與藝術的深入理解，人類將能更好地駕馭這項強大的技術，創造一個更加美好、智能和包容的未來。這是一場關於智慧、創造與未來的探索之旅，期待與您一同啓程。

評分☆☆☆☆☆

這本書在內容深度上展現齣瞭一種驚人的平衡感——它既能滿足入門者的基本認知需求，又對資深研究者保持瞭足夠的學術吸引力。對於那些剛踏入機器人領域的新人來說，書中對基礎控製理論、傳感技術以及運動學基礎的講解，詳略得當，沒有過多地糾纏於復雜的微分方程證明，而是側重於對核心思想和應用意義的闡釋，這使得學習過程既紮實又不至於枯燥。然而，當涉及到更前沿的路徑規劃算法或是機器學習在機器人決策中的應用時，作者又毫不含糊地展現瞭其深厚的專業功底，文獻引用翔實，理論推導嚴謹，甚至觸及瞭一些目前行業內仍在探討的難點問題。我發現，即便是那些我自認為已經掌握得比較好的部分，再讀一遍作者的論述，總能發現自己之前理解上的盲點或思維的局限性。這種“老樹開新花”的閱讀體驗，證明瞭這本書的價值不僅僅在於傳遞信息，更在於重塑和優化讀者的知識框架。

評分☆☆☆☆☆

我不得不說，這本書的敘事邏輯和知識體係的搭建簡直是教科書級彆的典範。作者顯然對機器人學的整體脈絡有著極其深刻的理解，他沒有急於拋齣那些晦澀難懂的數學公式，而是像一位經驗豐富的老教授在循循善誘。第一部分對機器人曆史和基本概念的梳理，處理得極其到位，它將一個龐大且跨學科的領域，拆解成瞭若乾個相互關聯、層層遞進的小模塊，這種由宏觀到微觀、由概念到實現的過渡是如此的自然流暢。我尤其欣賞作者在引入新概念時，總會先提供一個非常貼近現實生活的應用場景作為引子，讓讀者立刻就能明白“我為什麼要學這個”以及“這個知識點在實際中扮演什麼角色”。這種“情境化學習”的方法極大地降低瞭學習麯綫的陡峭程度。後續章節的銜接也處理得非常巧妙，前一個知識點的結論往往會自然地引齣下一個知識點的探討方嚮，形成瞭一個堅實的知識閉環，讓人感覺每讀完一頁，知識的結構都在穩固地嚮上延伸，而不是零散地堆砌。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格給我的感覺是嚴謹中帶著一種剋製的幽默感，讀起來非常舒服。作者的用詞精準到位，極少使用那些故作高深的行話來故弄玄虛，每一句話似乎都是經過反復斟酌，力求信息密度最大化，但同時又確保瞭流暢性和可理解性。我特彆喜歡書中穿插的一些簡短的案例分析或者曆史小插麯，它們像是給緊張的理論學習過程中注入的一股清泉，不僅調劑瞭氣氛，更重要的是，它們為抽象的理論提供瞭具象化的腳注。比如，在介紹某種經典抓取策略時，作者可能會順帶提及這項技術在哪個早期的太空任務中起到瞭關鍵作用，這種曆史背景的補充，極大地豐富瞭知識的維度。這種寫作態度，讓我感覺作者不僅是一位技術專傢，更是一位優秀的教育者，他深知如何引導人心，如何將枯燥的知識點轉化為引人入勝的故事。讀完之後，我不僅學到瞭知識，更被這種對科學探索的熱忱所感染。

評分☆☆☆☆☆

與其他同類書籍相比，我發現這本書最大的亮點在於其對“係統集成”和“跨學科融閤”的重視。機器人學絕非孤立的學科，它橫跨瞭機械、電子、計算機科學乃至人工智能等多個領域。這本書的處理方式非常高明，它沒有將這些分支知識點割裂開來單獨討論，而是始終強調它們是如何作為一個有機整體協同工作的。例如，在討論視覺伺服控製時，作者會清晰地勾勒齣從圖像采集、特徵提取、姿態估計到最終運動控製指令發送的完整數據流和信號傳遞路徑，這使得讀者能夠跳齣單一學科的視角，建立起對整個機器人係統的全局觀。很多教材會把硬件和軟件分離講解，但這本書在講解軟件算法時，會不時地引用到具體的硬件限製（如計算延遲、傳感器噪聲模型），這種緊密的結閤，讓學習者能夠提前預見到理論模型在實際工程落地中可能遇到的挑戰。這種強調“工程實踐思維”的寫作風格，對於培養未來能夠真正動手解決問題的工程師而言，具有不可替代的價值。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計和印刷質量真是沒得說，拿到手裏就感覺很紮實，封麵色彩搭配得恰到好處，既有科技感又不失穩重，讓人一看就覺得是本有分量的專業書籍。內頁紙張選擇瞭啞光處理，閱讀起來眼睛非常舒服，長時間翻閱也不會有那種刺眼的白光。排版布局也相當用心，章節標題和正文的字號、行距都經過瞭精心的調整，即便是初次接觸這類專業書籍的讀者，也不會感到閱讀上的壓力。特彆是圖錶的繪製，綫條清晰、標注明確，很多復雜的係統架構圖和算法流程圖，通過圖示化後理解起來比純文字描述直觀太多瞭，這對於理工科的學習者來說簡直是福音。細節之處見真章，比如書脊的粘閤度，感覺能經得起反復翻閱和攜帶，這體現瞭齣版方對學術書籍質量的重視。整體來說，從一本專業書籍最基礎的物理形態上，它已經為讀者構建瞭一個非常積極和友好的學習開端，讓人對接下來閱讀的內容充滿瞭期待和信心，仿佛捧著的不是一本普通的教材，而是一件精心製作的知識載體。