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北京信息科技大学机电工程学院导师简介-张勤俭

本站小编 Free考研考试/2020-05-19

姓 名

张勤俭

性 别

出生年月

1972.03

政治面貌

中共党员

现任职务

现在职称

教授

最后学历

研究生

最后学位

工学博士

获学位单位

山东大学

任硕导时间

2012 年

任博导时间

2016 年

通讯地址

北京市海淀区清河小营东

路 12 号

联系方式

**929(微信号)

E-mail

**929@126.com

所属学科及学科方向

机械工程

研究方向 1

智能(医疗)机器人技术

智能制造

研究方向 2

绿色制造技术与装备

工作简历

2019.03-今,北京信息科技大学机电工程学院,教授、博导

2013.11-2014.11,江西理工大学,校长助理

2011.05-2019.03,北京交通大学,教授、博导、数字化制造技术与装备研究所所长

2002.05-2004.06,清华大学精密仪器与机械学系,博士后

2001.10-2011.05,北京市电加工研究所,研究员、所长助理、微纳加工中心主任

承担教学任务

本科:专业导论、机械制造技术、机电大类专业研究方法论与创新教育

研究生:精密与特种加工技术、先进制造系统

在研项目情况

项目名称

项目来源

起始时间

经费额度(万元)

参与角色

甲状腺肿瘤微创手术机器

人关键技术与平台研发

国家重点研发计划“数字诊

疗装备研发”专项

2019.07-2021.12

1000

课题 3 负责人

载人月球探测混合现实遥

操作机器人关键技术

XXXX 领域预先研究项目

2018.01-2021.12

300

课题主持人

矿冶装备关键部件稀土超磁致伸缩超声强化技术研

究与应用

江西省科技厅高校科技落地计划(KJLD14044)

2015.01-2020.12

50

主持

大型蝶阀机器人焊接关键

技术研究

扬州市“绿扬金凤计划”项

目(LYJF**)

2018.01-2020.12

100

主持

主要论著

(近五年)

1. Chang Liu, Haiyuan Li, Qinjian Zhang*. Configuration Comparison and Design of an Upper Limb Exoskeleton for Robot Teleoperation. Proceedings of 2019 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation, August 4 - 7, Tianjin. (EI 收录)

2. 李 雪,房善想,陈 爽,张勤俭*. 软体机械手研究现状及其应用. 制造业自动化, 2019, 41(5): 85-92.

3. 陈爽,张悦,张勤俭*, 等.一种基于 B 样条插值的机器人速度规划算法. 应用基础与工程科学学报, 2018, 26(3):661-671.(EI 收录)

4. Haikuo Shen, Liangwei Jiang, Qinjian Zhang*. A new method for high speed and smooth transfer of robot motion trajectory. Advances in Mechanical Engineering, 2016, 8(3):1-9. (SCI 收录)

5. Shanxiang Fang, Qinjian Zhang*, Huiling Zhao, et al. The Design of Rare-Earth Giant Magnetostrictive Ultrasonic Transducer and Experimental Study on Its Application of Ultrasonic Surface Strengthening. Micromachines, 2018(9): 98. (SCI 收录)

6. 房善想,赵慧玲,张勤俭*. 超声加工技术的应用现状及其发展趋势. 机械工程学报, 2017, 53(19): 22-32.

(EI 收录)

7. Zhang Qinjian, Cao Jianguo, Wang Huiying. Ultrasonic Surface Strengthening of Train Axle Material 30CrMoA. Procedia CIRP, 2016, 42: 853-857. (ISTP)

8. 张栋梁,张勤俭,房善想,等. 超磁致伸缩超声强化系统改进及理论分析. 全国超声加工技术研讨会,大

连,2016.

9. 张勤俭,曹建国,赵路明. 基于有限元方法的阶梯形超声变幅杆设计及优化. 应用基础与工程科学学报, 2015, 23(S):134-140.(EI 收录)

10. 张勤俭,曹建国,刘媛. 聚晶金刚石单脉冲电加工温度场模拟及加工机理分析. 应用基础与工程科学学报, 2015, 23(S):158-167.(EI 收录)

11. 张勤俭,王会英,刘月明,等. 30CrMoA 车轴材料超声表面挤压强化技术研究. 应用基础与工程科学学


报, 2015(1):178-184.(EI 收录)

12. 李海源,张勤俭,刘畅,严鲁涛. 一种模块化七自由度上肢外骨骼机器人. 申请号:CN**3990.0.

13. 田林,张勤俭,李海源,等. 载人探测月面遥操作系统构架. 申请号:CN**8798.4

14. 初永臣,张勤俭,赵路明,等. 稀土超磁致伸缩超声强化装置. 授权号:ZL**5599.2.

15. 冀士哲,张勤俭,初永臣,等. 大孔径金刚石拉拔模涂层设备及其制备方法,授权号:**6465.X.

16. 陈爽,房善想,张勤俭,王迅. 一种大型复杂曲面超声表面光整强化系统及其使用方法. 申请号:

**6048 .X.

主要科研成果

1. 上肢运动康复机器人关键技术及系统开发

上肢运动康复机器人训练系统由外骨骼机器人(图 1)、情景生成器、监测评估控制器等分系统组成外骨骼机器人可以支撑病人的上臂重量,并提供辅助力,帮助患者主动或被动地完成特定训练动作。

核心驱动器为具备关节力反馈能力的一体化驱动器模块组成,结合角度传感器,可全方位采集病人的力、位置训练信息,并施加主被动等多种模式的训练手段。可完成腕关节屈/伸、前臂旋前/旋后、肘关节屈/伸、肩关节屈/伸、肩关节水平内收/外展、肩关节内旋/外旋等多个关节的训练。

图 1 外骨骼机器人样机

2. 精密微细超声加工设备

在超声系统设计开发的基础上,设计制造出适用于集成电路精密引线模具的超声加工机床。对机床的主体结构进行了详细的分析。通过三维调节工作台和压力调节机构的设计,可以实现超声工具针的手动调节和超声工作压力的柔性要求;通过伺服电机和减速机旋转台的选择,设计了符合本机床要求的工件旋转台,实现工件的平稳运转;针对本文的机床结构,设计了合理的换能器与套筒的连接方式;考虑换能器的工作发热,应用风冷方式对换能器进行冷却。此外,通过引入 CCD 在线监控设备,实现了对超声加工系统的精确调心;最后经过计算与校核,设计制造了一台适用于集成电路精密引线模具的超声加工机床。

3. 高速列车车轴材料超声挤压强化技术研究

基于超声振动挤压强化技术,研究了其对普通车轴用钢 40 钢,高速列车专用 30CrMoA 车轴钢的强化表面的影响,对比分析了超声振动挤压强化前后工件表面外观、表面粗糙度、表面硬度、摩擦磨损、耐腐蚀性、横断面组织、拉伸性能、残余应力、半高宽等特征的变化。结果表明:超声强化后的试件表面达到了很好的镜面效果,表面光滑且具有金属光泽;表面粗糙度在前道工序的基础上下降了 90%以上;表面耐腐蚀性得到提高,腐蚀物不易渗透到材料内部;表面组织变得均匀细密,形成了纳米晶层;原来的残余拉应力可以被调节成为压应力,残余压应力层的深度可以达到近 2mm,有效地阻止了疲劳裂纹的萌生和扩展有利于提高金属材料的疲劳强度和使用寿命。

4. 齿轮超声挤压强化系统

研发了稀土超磁致伸缩超声强化装置,并获得了国家授权发明专利。该项目对矿冶装备中的关键零部件齿轮的强化技术进行了深入研究,并发表了“齿轮面超声挤压强化有限元模拟”和“超磁致伸缩超声强化系统改进及理论分析”等论文。超声强化后齿轮表面粗糙度降低了 45%,表面硬度提高了约 30%,疲劳强度提高 2-3 倍。

5. 太阳能硅片切割钢线拉拔模具微纳制造关键技术

(1) 结合声学、电学、机械学设计结构合理,设计制造出专用的、高共振频率的、工作可靠的压电换能器。


(2) 选取阶梯型变幅杆应用理论解析法进行分析,得出了变截面杆的振动方程。运用 ANSYS 软件对阶梯型变幅杆进行了模态分析和谐响应分析,针对谐响应分析中所存在的应力集中现象进行了结构优化和验证。

(3) 在合理焊接工具针和选用磨料的情况下,设计了三因素三水平正交实验,考察了磨粒粒度、工件转速和磨料浓度三个参数对 MRR 和表面粗糙度的影响。同时对聚晶金刚石材料的超声微纳加工材料蚀除机理进行了研究,在保证表面加工质量的前提下,提高超声微纳加工的加工效率,建立了材料去除率的数学模型;利用实验室已有设备进行了实验验证了数学模型的有效性,并利用实验结果对数学模型进行了修正, 进一步提高了模型的精度,同时建立了超声加工材料去除率和表面粗糙度的 BP 网络预测模型,为工程应用提供了参考依据。

6. 大孔径聚晶金刚石拉拔模具

主持了大孔径(内孔直径大于 20mm)聚晶金刚石拉拔模具的研发工作,经过充分的理论分析和大量的实验研究,提出了电火花慢走丝线切割和卧式超声加工的复合工艺,加工周期由原来的三周缩短为一周, 而且加工精度从原来的 0.2mm 提高到 0.03-0.05mm。

7. 精密铜管硬质合金拉拔模具金刚石涂层技术

(1) 采用有限元方法分析了拉拔模具内壁温度场的分布情况,同时研究了热丝工艺参数(热丝根数 N 热丝半径 R、热丝与内壁间距 H 和拉拔模具直径 D)的改变对基底温度场分布规律的影响,并获得了优化后的最佳热丝工艺参数。

(2) 以拉拔模具内壁温度场分布规律为理论和方法依据,提出了旋转 U 型槽式热丝排布方式,为大孔径拉拔模具上进行金刚石涂层的沉积应用提供了依据。

(3) 通过对比实验研究了实际沉积过程中的主要工艺参数(碳源浓度和沉积温度),分析了工艺参数对

涂层综合性能变化规律的影响,并获得了优化的工艺参数。

参加学术团体

1. 国家肿瘤微创治疗产业技术创新战略联盟头颈专业委员会委员、智能医用机器人技术委员会副主任.

2. 中国模具工业协会拉丝模委员会副主任.

3. 中国机械工程学会特种加工分会理事、超声加工技术委员会副主任.

4. 中国机械制造工艺协会理事.

5. 中国机械制造工艺协会绿色制造分会理事.

表彰和荣誉

1. 北京交通大学三育人先进个人,2017 年.

2. 全国移动互联创新大赛高校组教学成果三等奖,2017 年.

3. 北京市机械工程学会优秀论文奖,2017 年.

4. 中国机械工程学会先进工作者,2016 年.

5. 北京交通大学“轨道车辆”奖教金,2016 年.

6. 北京市科技新星计划路演推介会优秀创新成果奖,2016 年

7. 全国超声加工技术研讨会优秀论文奖,2016 年.

8. 中国铁道学会工程分会线路专业委员会“优秀论文二等奖”,2015 年.

9. 北京交通大学机电学院“优秀教案奖”,2015 年.

10. 十六届中国国际工业博览会高校展区优秀展品奖二等奖,2014 年.

11. 北京市优秀青年知识分子,2006 年.

12. 北京市优秀青年工程师,2006 年.

13. 中国机械工业科学技术二等奖(排名第 3),2005 年.

14. 北京市科学技术二等奖(排名第 3),2006 年.

15. 北京市科技新星,2002 年.

16. 山东省科学技术二等奖(排名第 6),2001 年.

备注

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