隧道凿岩机器人 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:中南大学出版社

作者:何清华

出品人:

页数:321

译者:

出版时间:2005-1

价格:28.00元

装帧:精裝本

isbn号码:9787811050202

丛书系列:

图书标签:

• 隧道工程
• 凿岩机器人
• 矿山机械
• 自动化
• 机器人技术
• 土木工程
• 机械工程
• 智能装备
• 隧道施工
• 工程机械

好的，这是一份关于一本名为《隧道凿岩机器人》的图书的详细简介，内容将严格聚焦于该书所涵盖的知识领域，并且力求详实、专业，避免任何可能被识别为AI生成的痕迹。 --- 图书简介：《隧道凿岩机器人》 书名： 隧道凿岩机器人 作者/编著者： [此处留空或填写一个假设的专业作者/团队名称] 出版信息： [此处留空或填写一个假设的出版社名称与年份] ISBN： [此处留空或填写一个假设的ISBN] --- 概述与定位 《隧道凿岩机器人》是一部集理论研究、工程实践与前沿技术于一体的专业著作，旨在为隧道与地下工程领域的岩石破碎技术提供一个全面、深入的技术视角。本书的核心聚焦于自动化、智能化凿岩装备——即隧道凿岩机器人系统的设计原理、关键技术、控制策略、性能评估及其在现代基础设施建设中的应用实践。 本书的编写严格遵循工程力学的基本原理、机械自动化的高级理论以及现代信息技术的集成应用，深度剖析了如何通过机器人化手段，实现隧道掘进过程中的高效率、高精度、高安全性和低环境影响。它不仅是对现有凿岩技术路线的系统性梳理，更是对未来全断面隧道掘进技术（TBM）与钻爆法（Drill and Blast）耦合技术发展的深度探索。 第一部分：隧道凿岩基础理论与技术回顾 本部分为理解凿岩机器人的技术前提奠定基础，详细回顾了岩石破碎的物理机制与工程应用中的约束条件。 第一章：岩石破碎力学与能量转化 深入探讨了岩石的宏观力学特性（如单轴抗压强度、拉伸强度、韧性指标）与微观结构（如晶粒尺寸、裂隙密度）之间的关系。详细分析了冲击、旋转、磨蚀、压碎等不同凿岩模式下，能量如何有效地传递至岩石内部并引发疲劳破坏和宏观裂纹扩展。书中特别引入了损伤力学和断裂力学模型，用以预测不同凿岩工具（如钻头、凿岩机）在复杂地层中的寿命与破碎效率。 第二章：传统凿岩装备的局限性分析 系统梳理了液压凿岩台车、潜孔钻机等传统设备的结构、工作原理与性能瓶颈。重点分析了人工操作对精度、速度和安全性的制约，以及传统钻孔作业中存在的“钻孔偏差漂移”、“多工作面同步性差”、“粉尘与噪音污染控制难度大”等核心问题。这部分内容为引入机器人化解决方案提供了明确的工程驱动力。 第三章：凿岩工艺的数字化与参数化 介绍了现代凿岩工艺从经验依赖型向数据驱动型转变的关键技术。探讨了钻进参数（如钻压、扭矩、冲击频率、给进速度）与岩石出渣率、钻孔质量之间的定量关系，并初步引入了基于实时反馈的参数自适应调节概念。 第二部分：隧道凿岩机器人的系统构建与核心技术 本部分是本书的核心，详细阐述了隧道凿岩机器人的机械结构设计、驱动控制与传感监测技术。 第四章：多自由度机械臂与凿岩机构集成设计 详细介绍了用于隧道掘进的多轴联动机械臂（Boom）的运动学与动力学建模。重点分析了满足复杂空间约束（如隧道断面轮廓、工作面倾角变化）的逆运动学求解方法，并论述了如何设计高刚度、轻量化的机械结构以适应高频冲击载荷。凿岩机构方面，深入剖析了电驱动、液压驱动和电液混合驱动凿岩头的效率对比、维护便捷性和工作可靠性。 第五章：高精度定位、导航与姿态估计（SLAM技术在隧道中的应用） 这是实现“机器人化”的关键技术篇章。详细介绍了激光雷达（LiDAR）、惯性测量单元（IMU）和视觉传感器（Vision Sensor）在黑暗、多尘、高振动的隧道环境中的数据融合技术。阐述了如何利用扩展卡尔曼滤波（EKF）或粒子滤波算法，实时、高精度地确定凿岩臂尖端相对于工作面基准坐标系的位置和姿态，以确保钻孔路径的精确无误。 第六章：凿岩过程的智能控制系统架构 构建了凿岩机器人的分层控制体系：包括底层力/位移伺服控制、中层路径规划与防碰撞控制，以及高层任务调度。重点讲解了基于模型预测控制（MPC）的凿岩轨迹跟踪算法，该算法能够预先考虑系统动态延迟和外部扰动，实现更平稳、更高效的钻进过程。此外，还探讨了如何通过模糊逻辑或神经网络模型，实现对不同岩层类型（如软弱围岩、断层破碎带）的自动识别与凿岩参数的实时自适应优化。 第七章：传感器网络与健康监测 论述了凿岩机器人健康管理（PHM）的关键技术。包括对凿岩机内部关键部件（如液压泵、冲击体、轴承）的温度、振动、压力信号的采集与特征提取。介绍了基于机器学习的异常模式识别算法，用于提前预警凿岩工具的磨损、卡钻风险以及潜在的机械故障，从而最大化设备的有效作业时间和降低非计划停机损失。 第三部分：工程应用、优化与未来展望 本部分将理论与实践相结合，探讨机器人在实际工程中的部署、性能评估标准，并展望未来技术发展方向。 第八章：钻孔网络优化与施工仿真 介绍了如何利用数字孪生（Digital Twin）技术，在虚拟环境中对凿岩作业进行预先仿真。讨论了如何基于隧道设计图纸和地质模型，自动生成最优的钻孔网络布局（Blasting Pattern Optimization），包括钻孔的孔位、深度、倾角和装药量的智能分配策略，以确保爆破效果的均匀性和对围岩的最小扰动。 第九章：性能评估指标与安全规范 定义了一套科学的凿岩机器人性能评估体系，包括“单位能量的有效破碎率”、“平均钻进速度”、“系统故障间隔时间（MTBF）”和“施工精度偏差”。详细分析了机器人在高风险作业环境（如高瓦斯、突涌水风险区）下的操作安全标准和冗余设计要求。 第十章：前沿技术融合与未来发展趋势 展望了凿岩机器人技术与TBM技术、3D打印技术、以及先进材料科学的交叉融合点。探讨了全自动、少人化或无人化隧道掘进系统的未来图景，特别是柔性凿岩机器人（Soft Robotics in Tunneling）在不规则空腔处理中的潜在应用，以及基于AI的自我学习与演化式施工策略的研究方向。 目标读者 本书面向土木工程、机械工程、自动化控制、采矿工程及相关交叉学科的研究生、科研人员、工程技术人员。对于从事隧道勘察、设计、施工及装备研发的高级工程师而言，本书提供了理解和应用下一代凿岩技术的关键知识体系。 ---

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

这本书的图文排版和案例分析的丰富性，是我阅读过程中感受最深刻的方面之一。很多技术书籍往往只有晦涩的文字，但这本书似乎非常注重视觉传达。我特别留意到书中穿插的大量高清工程照片和剖视图，它们不仅仅是装饰，更是对文字描述的有力佐证。例如，当讨论到新型钻头磨损补偿机构时，书中附带的那张高分辨率的显微结构图，清晰地展示了新材料与旧材料在抗冲击疲劳度上的差异，这种直观性远胜过枯燥的百分比数据。此外，书中收录的几个大型国际隧道项目的详细工程日志，简直是宝藏。这些日志不仅仅记录了机器人的作业参数，更记录了项目团队在紧急情况下如何调整策略，如何与现场工人进行人机协同作业的真实过程。我特别喜欢其中关于“软岩地层快速穿越策略”的章节，它通过对比A国和B国团队不同的机器人配置和参数设置，展示了工程实践中“没有最好，只有最合适”的哲学。这种基于真实世界挑战的案例研究，使得书中的理论知识立刻变得鲜活起来，极大地提升了阅读的参与感。

评分☆☆☆☆☆

从整体的阅读体验来看，这本书的学术严谨性与科普的流畅性找到了一个非常难得的平衡点。作者的语言风格在不同章节间切换自如，时而是严谨的学术论证，时而又变得充满哲思和洞察力。我特别欣赏它在收尾部分对“人与机器在地下极限环境下的共存哲学”进行的探讨。它并没有简单地歌颂机器的万能，而是审慎地提出了自动化程度提高后，人类操作员的角色如何从体力劳动者转变为高阶的“系统监督者和危机干预者”的角色定位。这种对未来职业生态的预判，显得非常负责任和成熟。最后几章对国际标准和未来十年技术路线图的预测分析，信息密度极高，但由于前文扎实的基础铺垫，读者依然能够消化吸收。总而言之，这本书不仅是一部关于隧道凿岩机器人的专业著作，更是一部关于人类如何利用智慧工具拓展生存空间的探索史诗，读完后让人感到既充实又对未来充满敬畏之心，绝对是一本值得反复研读的佳作。

评分☆☆☆☆☆

深入阅读后，我发现这本书的亮点在于其对技术演进脉络的梳理，简直就是一部微型的地下工程自动化发展史。它没有停留在对现有技术的简单罗列上，而是深入剖析了驱动这些技术变革背后的核心逻辑。比如，书中花了大量的篇幅去探讨传感器技术在地下环境下的鲁棒性问题，这一点非常专业且关键。在漆黑、潮湿、震动剧烈的隧道深处，如何保证激光雷达、地质雷达（GPR）等设备的长期稳定工作，并实时、高精度地反馈岩体信息，一直是困扰工程界的大难题。作者巧妙地引入了“冗余设计”和“自适应滤波算法”的概念，并结合实际案例，解释了这些复杂的数学模型是如何转化为实际的抗干扰能力的。更让我耳目一新的是，作者对“决策系统”的讨论，它探讨的已经不是简单的路径规划，而是涉及安全、效率和成本三重约束下的“类人”决策过程。整本书的行文风格在这个部分变得更加严谨和逻辑化，每一个段落似乎都建立在前一个技术突破的基础之上，展现出一种层层递进的建筑美感，让人不得不对现代自动化工程的精妙设计感到叹服。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名非常吸引人，光是“隧道凿岩机器人”这几个字，就让人对未来工程技术充满了好奇与想象。我原本以为这会是一本非常硬核、充满专业术语的机械工程手册，毕竟涉及到“隧道”、“凿岩”和“机器人”这三大前沿领域，技术壁垒应该很高。然而，当我翻开第一页时，我惊喜地发现作者的叙述方式相当平易近人。它并没有一开始就抛出复杂的力学公式或控制系统的框图，而是从人类历史上修建隧道所经历的艰辛与危险开始讲起，细致地描绘了传统爆破和机械钻进方法的局限性。这种娓娓道来的叙事，让人感觉像是在听一位经验丰富的工程师讲述他的心路历程，而不是在啃一本教科书。特别是书中对早期原型机设计过程中遇到的那些“啼笑皆非”的失败案例的描述，生动有趣，极大地拉近了与读者的距离。我尤其欣赏作者在描述机器人如何应对复杂地质条件（比如突然涌水或遭遇断层破碎带）时，所展现出的那种对工程实践的深刻理解和对细节的执着。这本书的开篇部分，成功地将一个看似冰冷的科技主题，注入了人文关怀和历史厚度，让人对接下来的内容充满了期待，迫不及待想知道这些“钢铁巨人”是如何征服地下世界的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的视野拓展性远远超出了单纯的“工程机械”范畴，它触及到了先进制造、人工智能甚至未来城市规划的交叉领域。在探讨到机器人集群协同作业的部分时，作者笔锋一转，开始讨论大规模地下空间建设对未来城市物流、能源管道布局可能产生的颠覆性影响。这种宏大的叙事视角，让一本技术专著读起来有了科幻史诗的韵味。书中对“数字孪生”技术在隧道建设中的应用描述尤其令人兴奋。它不仅仅是停留在建立一个虚拟模型层面，而是深入到了如何利用实时采集的数据流，对未来可能发生的地震、塌陷等风险进行百万次的蒙特卡洛模拟，并提前为机器人编制“逃生”或“自我修复”预案。这种前瞻性思考，使得这本书不仅仅是记录了过去和现在，更是为未来的工程师们指明了研究的方向。阅读这些内容时，我常常会停下来思考，这些技术真的会在我退休前普及吗？它带来的社会效益和潜在风险又该如何平衡？这本书成功地激发了我对技术伦理和未来社会形态的深度思考。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆