自主移动机器人设计与制作 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:175

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出版时间:2008-5

价格:18.00元

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isbn号码:9787560527253

丛书系列:

图书标签:

• 机器人
• 人工智能机器人
• robot
• 机器人
• 自主移动机器人
• 机器人设计
• 机器人制作
• 嵌入式系统
• SLAM
• 路径规划
• ROS
• 传感器
• 电机控制

创新与实践的交汇：当代机器人技术前沿探索 图书简介 本书深入探讨了当代机器人技术发展的前沿领域，聚焦于仿生机构设计、先进感知系统集成、高精度运动控制算法以及面向复杂环境的智能决策系统。它并非一本侧重于基础零部件组装的入门指南，而是旨在为具备一定工程背景的研究人员、高级技术工程师和研究生提供一个理解和驾驭复杂机器人系统思维框架的深度参考。 全书内容结构严谨，分为四个核心模块，旨在构建一个从理论基础到前沿应用的完整知识体系。 第一部分：仿生结构与先进驱动系统 本部分首先突破了传统刚性机械臂的局限性，重点剖析了柔性机器人和软体机器人的设计原理及其在非结构化环境中的独特优势。 1. 柔性执行器的力学建模与优化： 我们将详细介绍当前主流的柔性驱动技术，包括气动人工肌肉（PAMs）、形状记忆合金（SMA）驱动器以及电活性聚合物（EAPs）。重点在于其非线性力学模型的建立，特别是如何通过有限元分析（FEA）软件（如ABAQUS或COMSOL）对这些材料在复杂应力下的形变进行精确预测。书中将提供一系列实际的工程案例，展示如何设计出具有高功率密度和高顺应性的仿生关节。此外，针对柔性系统普遍存在的滞后和蠕变问题，我们提出了基于改进的粘弹性模型的实时补偿策略。 2. 多自由度仿生足式机构的动力学分析： 对于需要适应复杂地形的足式机器人，本章深入探讨了混合步态规划与地形适应性足端力控制。我们不再局限于经典的“触觉反馈”控制，而是引入了基于接触不变性原理（Contact Invariant Theory）的路径优化方法，确保机器人在崎岖不平的地面上移动时，其重心轨迹的平稳性。书中详细推导了六足和四足机器人在动态行走过程中的零力矩点（ZMP）与零附加力矩（ZMP+）的动态平衡约束条件，并给出了基于优化算法的实时步态生成流程图。 第二部分：多模态环境感知与数据融合 本部分的核心在于处理和理解机器人所处环境的复杂性与不确定性，重点在于如何将多种异构传感器的数据进行高效、可靠的融合。 1. 实时三维重建与语义理解： 我们着重介绍了SLAM（同步定位与地图构建）技术在动态环境中的最新进展，特别是针对视觉-惯性里程计（VIO）与激光雷达里程计（LIO）的因子图优化方法。书中提供了一个详细的模块化框架，用于集成基于PointNet++或Transformer架构的深度学习模型，实现对环境特征的高层语义标注（如识别“可攀爬表面”、“可通行区域”）。针对室内外光照变化剧烈的情况，我们提出了基于不确定性量化的自适应传感器权重调整机制。 2. 触觉与力矩反馈的精细化感知： 在精细操作任务中，仅依赖视觉是远远不够的。本章深入研究了高分辨率电子皮肤和多轴力/力矩传感器的设计与标定。我们探讨了如何通过卷积神经网络（CNN）从原始电容或压阻信号中反演出手爪与目标物体接触区域的压力分布图，进而计算出精确的摩擦锥信息。这些信息被用于指导后续的抓取后姿态调整，尤其是在处理易碎或具有不规则几何形状的物体时。 第三部分：自主导航与高维运动规划 这一部分聚焦于让机器人在未知或高度动态的环境中实现自主、安全且高效的路径规划与轨迹跟踪。 1. 基于采样的复杂环境运动规划： 书中详细阐述了基于采样的规划器（如RRT和PRM）在处理高维状态空间和非完整约束系统时的效率瓶颈，并提出了基于势场的快速探索方法。重点在于混合A算法在三维空间中结合车辆动力学模型（如自行车模型或更复杂的非完整学模型）的路径搜索优化。我们展示了如何通过时间扩展图搜索来提前预测动态障碍物的未来位置，从而生成避让轨迹。 2. 模型预测控制（MPC）在轨迹跟踪中的应用： 针对高速运动和外部扰动，我们强调了模型预测控制作为先进控制手段的优势。书中不仅讲解了标准的二次规划（QP）求解器在MPC中的应用，还深入讨论了非线性模型预测控制（NMPC）如何通过实时迭代线性化技术来保证控制器的实时性。我们提供了应用于非完整系统（如差速驱动或阿克曼转向平台）的特定约束条件的建立方法，以及如何利用增量控制策略来抵抗模型失配带来的误差累积。 第四部分：多机器人协同与分布式决策 本书的最后一部分展望了机器人系统从单体走向群体智能的未来，探讨了去中心化决策和有效通信拓扑的设计。 1. 任务分配与协同路径规划： 我们深入研究了基于图论的动态任务分配算法，特别是如何结合拍卖机制（Auction-based Algorithms）来实时地将复杂任务分解并分配给异构机器人群体。针对多机器人碰撞避免，书中引入了基于领航-跟随（Leader-Follower）的分布式避障策略，该策略依赖于局部通信，确保在通信受限情况下系统依然具备鲁棒性。 2. 区块链技术在机器人网络中的安全性与可信赖性： 在数据安全和任务授权方面，我们探讨了分布式账本技术（DLT）在机器人集群中的潜在应用，用于记录传感器数据的真实性、控制指令的来源以及任务完成的验证。这部分内容侧重于轻量级共识机制的设计，以满足嵌入式系统对计算资源和带宽的严格要求，确保群体决策过程的透明性和不可篡改性。 本书面向的是希望在机器人学的特定尖端领域进行深入研究和工程开发的专业人士，其内容深度和广度均达到了当前学科研究的前沿水平。

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读完《全球气候变化与生态系统响应》后，我不得不说，这本书简直是为那些对地球未来充满忧虑，却又不知从何下手的读者量身定做的一份沉甸甸的报告。它的叙事结构非常宏大，开篇就以震撼人心的全球温度上升趋势图和冰川消融的对比照片，迅速抓住了读者的注意力。书中对生物多样性如何在极端天气事件下被迫迁移、适应甚至灭绝的案例分析，细致入微，令人深思。例如，对深海热液喷口生态系统在海洋酸化压力下的脆弱性讨论，涉及到了复杂的生物地球化学循环，但作者却能用清晰的逻辑链将其阐述清楚，引人入胜。更难能可贵的是，它并非仅仅停留在问题层面，而是探讨了不同国家和地区在减排、碳捕集技术应用以及生态修复工程上的具体实践和政策效果评估，数据详实，视角客观，充满了严谨的科学精神和对人类未来的责任感。

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这部《深入浅出：现代焊接技术原理与实践》真是一本宝典！我手里拿着这本书，感觉就像是找到了一个经验丰富、耐心十足的老师傅在旁边手把手地教导。它从最基础的电弧产生原理讲起，图文并茂地解释了各种焊接电源的特性和选择依据，这一点对于初学者来说至关重要。我尤其欣赏作者在介绍不同焊接方法时，不仅罗列了优缺点，还结合实际生产中的案例进行了深入剖析，比如MIG/MAG焊接中的送丝速度与电压的动态平衡，书中给出的曲线图和实操建议，让我茅塞顿开。更让我惊喜的是，它花了相当大的篇幅讲解了焊接质量的无损检测技术，包括超声波、射线探伤的原理、操作步骤以及如何解读结果，这部分内容在很多同类书籍中往往一笔带过。读完这本书，我感觉自己对如何保证焊缝的冶金质量和力学性能有了更系统、更科学的认识，不再是靠“感觉”在操作，而是真正理解了背后的物理和化学变化。强烈推荐给所有想从“会焊”到“精焊”的工程师和技术人员。

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我最近沉浸在《文艺复兴时期的佛罗伦萨艺术史》这本书里，体验了一场穿越时光的视觉盛宴。这本书的叙事风格极其优雅且充满细节，仿佛置身于美第奇家族的宴会厅中，亲眼目睹那些巨匠如何挥洒汗水。它没有采用那种枯燥的年代顺序罗列，而是巧妙地以“光影的革命”、“人体比例的回归”和“赞助人的权力游戏”等主题作为章节划分。作者对于达芬奇素描中光影处理的细腻分析，以及米开朗基罗雕塑中肌肉张力的解读，都达到了令人拍案叫绝的程度。我尤其喜欢它对建筑与雕塑之间相互影响的探讨，例如圣母百花大教堂穹顶的结构力学如何反过来启发了当时雕塑家对动态平衡的理解。这本书的插图精美绝伦，尤其是那些高清晰度的局部放大图，让你能清晰地看到颜料的层次和笔触的走向，这本书的价值，完全体现在它如何将冰冷的艺术史知识，转化为有温度的、可感知的审美体验。

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不得不提《太平洋战争中的海军航空兵战术演变》，这本书简直是为军事历史爱好者量身打造的深度研究报告。作者的资料搜集工作量令人咋舌，不仅引用了大量的官方战报和飞行员回忆录，还深入挖掘了日美双方在战术思想上的根本差异。书中对中途岛海战中航母编队协同作战的分解描写，细致到每一波攻击波的升空时间、编队结构以及通信延迟的影响，分析得丝丝入扣。它清晰地展现了美国海军如何从珍珠港的教训中，快速地将“火力集中”的理念从水面舰艇转移到舰载机联队上，并强调了电子侦察在早期预警中的决定性作用。与市面上许多侧重于飞机型号介绍的书不同，这本书的核心在于“战术”本身——从“单机攻击”到“多波次协同压制”的战术蜕变过程，每一个关键转折点都有详实的战例作为支撑，读完让人对现代海空战术的起源有了豁然开朗的认识。

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《高级微积分中的拓扑学基础》这本书，说实话，在拿起之前我充满了敬畏，但翻阅之后，发现它绝对是为那些渴望真正理解数学本质的人准备的。这本书的叙事节奏非常紧凑，几乎没有一句废话，直奔核心概念的严谨定义和证明。作者从集合论的基础出发，逐步引入了度量空间、拓扑空间的定义，然后用一系列经典的例子（比如开集、闭集、紧致性）来加深理解。最让我印象深刻的是，它对连续性概念的推广，从实数线上的 $epsilon-delta$ 定义，如何平滑地过渡到任意拓扑空间间的连续映射，这个过程的逻辑推导极其流畅且无懈可击。书中的证明逻辑清晰得像瑞士钟表的设计图，每一步的引入都有充分的理论支撑，让人在阅读时能真正体会到数学的“构建美”。这本书不适合休闲阅读，但对于正在攻读数学或理论物理的读者来说，它是理解高维空间和函数空间性质不可或缺的基石。

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