基本信息科学研究教育教学团队风采论文专著
个人信息


姜生元，1969年生，工学博士，教授，博士生导师。2007年度教育部新世纪人才，2008年度省教学名师，2009年度全国优秀教师。现工作单位：哈尔滨工业大学航空宇航制造工程系、哈工大宇航空间机构及控制研究中心。

研究方向
1. 地外天体无人自动采样探测技术：针对月球、火星等地外天体的土壤样品采集及其科学探测任务需求，开展采样机具与星壤间相互作用特性研究、采样机构多方案比较与评估、采样机理及其力载特性研究、采样作业规程优化设计及其试验验证、采样过程中的物理特性科学探测等学术研究工作。

2. 宇航空间机构的测试与仿真技术：针对航天器操控机构在真空、高低温、低/微重力环境下的真实运动特性的测试需求，开展极限空间环境的地面模拟原理及工程实现方法研究、宇航空间机构在空间环境下的真实运动特性的模拟与仿真技术研究、试验测试设备的研制、试验数据的分析与处理等研究工作。

3. 复杂环境的移动作业机器人技术：针对空间狭小、地形崎岖、地面力学状态复杂、高强辐射等特殊环境，以管道、坍塌建筑物、核电站用机器人为研究对象，开展环境适应性机构的创新设计、移动/驱动/越障特性的分析与评价、传感系统和自动控制系统研制、操控可靠性及作业性能的测试等研究工作。

科研阅历
（一）探月工程---月面采样与封装技术：全程参与了我国探月工程三期月面采样封装技术的方案论证、指南编写和关键技术攻关工作。是月面钻取采样机构预先研究项目负责人，突破了模拟月壤二次制备工艺与装备、取芯钻具与月壤相互作用特性、取芯钻具与封口、钻进策略与钻进规程、原理样机研制、钻取采样地面模拟与验证等多项关键技术，为我国月面采样装置的工程研制奠定了理论基础、提供了关键技术，目前正在与航天工业部门协作开展型号产品的设计、核心部件的研制、关键特性的仿真模拟与试验测试等工作。与此同时，目前正在并行开展针对载人登月工程月面人机联合采样探测、火星无人自动采样探测方面的预先研究工作，在冲击贯入式潜入仪、蠕动掘进式潜入仪、超声波探测采样、星壤剖面温度测量与热力学参数反演等方面取得了阶段性成果。

（二）探月工程---月面巡视器转移技术：以探月工程二期巡视器的安全转移为工程背景，克服了月面着陆环境复杂、着陆姿态及月壤条件具有不确定性、机构的尺度和质量要求苛刻等技术难点，研制成功了刚柔混合式巡视器转移机构，与工程部门协作完成了初样产品的研制任务。发明了斜面等效法月面低重力模拟方法，研制了设备，完成了我国首个月球车的月面工况转移能力和可靠性测试任务。在完成上述重大科研任务的过程中，积累、凝练了“宇航空间机构地面模拟与仿真”学术方向，有关成果已推广应用到探月工程、载人航天工程中空间操控机构的在轨运动特性的地面测试试验。

（三）特种机器人技术研究与应用：曾研发了管道机器人、缆索维护机器人、高压输电线检测机器人、医疗康复机器人等机器人。先后参与或主持完成了国家863项目3项、教育部新世纪优秀人才支持计划资助课题1项、教育部科学研究计划重点项目1项、省级基金项目5项。研制的六电机并联驱动式海底管道爬行器、三轴差动式机械自适应驱动单元、介质压差驱动能源自给式管道爬行器、电磁驱动式光纤引缆器，在欠驱动、冗余驱动机构方面取得了多项创新性成果。在该方向累计发表学术论文53篇，获国家发明专利14项，成果已用于大庆油田、胜利油田，获国家科技进步三等奖1项、省科技进步二等奖1项。

教育经历
1988年-1992年，北方工业大学， 冶金机械专业， 本科1996年-1998年，哈尔滨工业大学，机械设计及理论，硕士1998年-2001年，哈尔滨工业大学，机械设计及理论，博士


科研项目

项目名称钻取采样关键技术及原理样机研制

项目来源国防科技重大专项

开始时间2011-05-01

结束时间2012-12-01

项目经费1800万元

担任角色负责
项目类别横向项目
项目状态完成


项目名称采样封装分系统设计、集成与验证技术

项目来源国防科技重大专项

开始时间2011-05-01

结束时间2012-12-01

项目经费885

担任角色参与
项目类别横向项目
项目状态完成


项目名称巡视器转移机构原理样机研制

项目来源航天部门委托开发项目

开始时间2009-03-01

结束时间2010-06-01

项目经费85

担任角色负责
项目类别纵向项目
项目状态进行中


项目名称巡视器转移机构C版初样样机的研制

项目来源航天部门委托开发项目

开始时间2009-10-01

结束时间2013-10-01

项目经费95万元

担任角色负责
项目类别纵向项目
项目状态进行中


项目名称转移机构旋梯展开特性月面重力环境模拟装置

项目来源航天部门委托开发项目

开始时间2010-03-01

结束时间2011-06-01

项目经费79

担任角色负责
项目类别纵向项目
项目状态进行中


项目名称巡视器转移机构转移特性测试与分析

项目来源航天部门委托开发项目

开始时间2010-08-01

结束时间2011-11-01

项目经费50万元

担任角色负责
项目类别纵向项目
项目状态进行中


项目名称模拟巡视器的研制

项目来源航天部门委托开发项目

开始时间2009-12-01

结束时间2011-12-01

项目经费45万元

担任角色负责
项目类别纵向项目
项目状态进行中


项目名称相机指向机构展开特性测试及分析

项目来源航天部门委托开发项目

开始时间2011-03-01

结束时间2011-12-01

项目经费45万元

担任角色负责
项目类别纵向项目
项目状态进行中


项目名称管道机器人自适应驱动技术

项目来源教育部新世纪人才项目

开始时间2007-05-01

结束时间2010-05-01

项目经费50万元

担任角色负责
项目类别纵向项目
项目状态完成


项目名称三轴差动式管道机器人机械自适应驱动技术研究

项目来源国家863项目

开始时间2006-05-01

结束时间2008-05-01

项目经费78万元

担任角色参与
项目类别纵向项目
项目状态完成


项目名称海底管线爬行器研制

项目来源国家863重大专项子课题

开始时间2003-06-01

结束时间2009-08-01

项目经费180万元

担任角色参与
项目类别纵向项目
项目状态完成


项目名称经济型多功能管道机器人技术研究

项目来源省杰出青年基金项目

开始时间2004-01-01

结束时间2007-04-01

项目经费20万元

担任角色负责
项目类别纵向项目
项目状态完成


项目名称缆索维护机器人

项目来源省教育厅项目

开始时间2003-05-01

结束时间2005-05-01

项目经费10万元

担任角色负责
项目类别纵向项目
项目状态完成


项目名称速度可控能源自给型管道检测机器人

项目来源省科技厅项目

开始时间2010-03-01

结束时间2011-05-01

项目经费20万元

担任角色负责
项目类别纵向项目
项目状态完成


项目名称控制舵机构优化与性能测试研究

项目来源航天部门委托开发项目

开始时间2012-10-01

结束时间2012-12-01

项目经费35万元

担任角色参与
项目类别横向项目
项目状态进行中


项目名称低冲击型展开铰链的设计研究

项目来源航天部门委托开发项目

开始时间2012-11-01

结束时间2012-12-01

项目经费30万元

担任角色负责
项目类别横向项目
项目状态进行中


项目名称自适应支撑连接结构技术研究

项目来源航天部门委托开发项目

开始时间2012-11-01

结束时间2012-12-01

项目经费50万元

担任角色参与
项目类别横向项目
项目状态完成


团队成员
邓宗全：教授，探月工程与深空探测资深专家。哈尔滨工业大学大学副校长，哈工大宇航空间机构及控制研究中心负责人。担任国务院学位委员会机械学科评议组成员、教育部机械基础课程教学指导委员会主任委员、中国机械工程学会理事、国家863计划重大装备与工艺专家组成员等社会职务。主要研究方向宇航空间机构及控制、宇航制造，系哈尔滨工业大学宇航空间机构学科创始人。曾先后担任我国探月工程二期、三期工程立项评审专家，为我国探月工程的成功立项做出了突出贡献。陈 明：教授，机电系统方案设计、机构学领域资深专家。早年留学俄罗斯圣彼得堡技术大学，获副博士学位。曾参与完成了气浮轴承、管道机器人、月球车移动系统、空间展开机构、探月三期月面采样等多个领域的重大科研工作，在机械系统方案设计、新型机构方面做出了重要贡献，具有丰富的指导经验。唐德威：博士、教授，中国城市规划协会地下管线专业委员会专家组成员，中国机械工程学会生产工程分会齿轮制造委员会委员。曾在香港城市大学作访问学者。主要从事钻取采样特种钻具研究、管道机器人、特种环境智能移动机器人技术方面的研究工作。侯绪研：博士、讲师、青年技术骨干，哈尔滨工业大学机械设计及理论专业博士毕业。主要研究方向为宇航空间机构动力学仿真与模拟、地外天体钻取采样技术。目前从事探月三期钻取采样关键技术研究工作。专业特长为基于离散元、有限元方法的钻进过程热力耦合特性仿真模拟。全齐全：博士、讲师、青年技术骨干，日本立命馆大学机械学专业博士毕业。主要研究方向为宇航空间机构及控制、复杂环境地面移动机器人技术。目前从事探月三期月面采样机构系统设计、控制系统研制、地面试验验证工作。专业特长为机械系统设计、复杂系统动力学特性仿真、机电系统智能控制。吴 湘：博士、讲师，青年技术骨干，哈尔滨工业大学机械电子工程专业博士毕业。主要研究方向为宇航制造、宇航装备设计。目前主要从事探月工程三期地面测试装备研发、深空探测机械臂设计、特种制造装备研究等技术开发与基础研究工作。专业特长是机电一体化技术、特种加工技术。岳洪浩：博士、副教授，青年技术骨干，哈尔滨工业大学机械设计及理论专业博士毕业。主要研究方向为空间机构压紧解锁机构、空间智能材料、空间站微震动的预防与控制技术。专业特长是空间机构的压紧解锁机构设计、空间机构拟实环境特性的测试与分析。耿麒先：博士后，讲师，青年技术骨干，中科院机械设计及理论专业博士毕业，主要研究方向为机械CAE、宇航空间机构工程分析。目前主要从事月面采样机构全飞行阶段的多场耦合特性分析与模拟、采样机构动力学特性分析与优化工作。专业特长是有限元技术与方法、机构拓扑优化。李建永：硕士、副教授，青年技术骨干。主要研究方向为机电产品系统设计与开发、液力传动与控制。目前正在从事月面采样地面试验装备的开发、地面试验测试等工作。专业特长是机电系统工程设计、机电系统快速集成。高兴华：硕士、副教授，青年技术骨干。主要研究方向为机电产品传动与控制系统设计与开发、嵌入式控制系统开发。目前正在从事月面采样地面试验装备的开发、地面试验测试等工作。专业特长是机械量电测量、机械传动智能控制。工程师团队：现有马超、曲春到、马洪生、潘秋月、田志东、李天恒、刘保军、赵磊等人，主要职责是配合教师、研究生开展学术型的工程研发任务，主要专业涉及：1）宇航空间机构的设计与研制；2）宇航空间机构的运动控制及其试验测试；3）空间环境下机构运动特性的地面模拟及测试；4）航天型号产品的功能/性能测试；5）采样探测预先研究。


讲授课程
《空间采样机构及控制创新实践》：本课程以钻取采样机构、表取采样机构、月球样品封装机构、月球样品转移机构的拟实工程需求为研究目标，从中选择学生感兴趣的自主实践项目。通过师生共同讨论、学生自主选题、集同开展方案互审、规范化撰写技术文档、拟实化开展项目答辩等手段，全面提升学生机械系统设计能力和机电产品的调试能力，达到激发学生开展机械创新设计激情，养成自主学习机械基础知识、敢于大胆开展创新设计的素质。与此同时，坚持团队学习与团队合作的项目开展形式，创造团队合作机会，提升学生的口头表达和书面表达能力，培养并锻炼学生的团队合作意识。《宇航空间机构任务实施与设计表达》：本课程面向全校研究生，主要讲解航天型号任务工程方案制定、任务实施流程、节点控制、产品保障流程等内容，通过工程实例的解析，培养学生工程大系统意识、复杂系统的方案规划能力、复杂系统工程方案的设计表达能力。《航空宇航制造工程专业导论》：大学低年级学生的专业导论课，通过探月工程实际案例，引导本科生理解航天工程的立项背景、航天型号任务的复杂性和艰巨性、国内外航天历史、航天活动的重大意义，通过实例引导学生热爱本专业、学会制定学习规划和学习技巧。


招生信息
硕士招生：要求学生具备扎实的基础知识，具备较强的科研实践能力。对硕士研究生的培养理念：“要多给学生参与项目的机会，并且与学生并肩作战，多给学生成就感，从站起来--走起来--跑起来循序渐进地培养学生的综合素质和能力”。在校期间至少让研究生参与1~2个项、独立完成1个项科研项目的研究工作，让学生掌握机电系统的方案设计、详细设计、分析计算、项目报告的撰写方法和技巧，为他们进入社会后的良性发展，不断积累能力和素质。博士招生：要求学生具备较强的科研能力和科研素质，有思路、懂规划。对博士研究生的培养理念：“博士是做出来的，不是读出来的”。教师的任务是与学生共同研究新问题，提出解决问题的思路和方法，共同面对新问题的挑战和压力，把学生看做“同事”，尊重学生的个性和创新性思维，允许学生在科研探索中出现失败，在培养过程中达到师生互动、人才培养与科学研究并行的目标。本科生科研助理：面向在校本科生招收科研助理，经面试、考核后，为本科生创造加入“科研团队”的机会，让本科生参与到硕士研究生、博士研究生的科研课题，在参与项目的过程中，培养本科生从事科学研究的能力，通过科研活动的规范化实施，锻炼并提高学生的综合素质。为学生今后攻读研究生、参加社会工作开阔视野、提升专业素养、奠定发展基础。2014年招生信息： 博士研究生：2~4人，拟开展课题：钻取采样机构轻量化设计研究、表取采样机构轻量化设计研究、深空采样探测预先研究

硕士研究生：2~4人，拟开展课题：自动潜入探测仪的试验研究、特种采样机构的设计研究、深空采样预先研究


论文期刊

论文标题Development of Hanging-Arm Inspection Robot for High-Voltage Transmission Line

作者姜生元（1）

期刊名称Intelligent Robotics and Applications



论文标题A Variable-Diameter Capsule Robot Based on Multiple Wedge Effects

作者姜生元（2）

期刊名称IEEE/ASME TRANSACTIONS ON MECHATRONICS



论文标题Dynamic characteristics of an intestine capsule robot with variable diameter

作者姜生元（2）

期刊名称Chinese Science Bulletin



论文标题Research on a Tri-axial Differential-Drive In-Pipe Robot

作者姜生元（1）

期刊名称Intelligent Robotics and Applications



论文标题Development of Suspending Attitude Self-balance Mechanism for Boom-orientated Line Inspection Robot

作者姜生元（1）

期刊名称The 2009 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation



论文标题Design and Research on the Mechanical Adaptive In-pipe Robot Drive Unit

作者姜生元（1）

期刊名称e-Engineering & Digital Technology



论文标题肠道内可变直径胶囊机器人的动态特性

作者姜生元（2）

期刊名称科学通报



论文标题月球车释放对着陆器稳定性的影响

作者姜生元（4）

期刊名称航空学报



论文标题具有月面适应性的月球车着陆释放机构

作者姜生元（3）

期刊名称西安交通大学学报



论文标题管道机器人弯管运动转体原因分析

作者姜生元（3）

期刊名称西安交通大学学报



论文标题三轴差动式管内移动机器人的可靠性分析

作者姜生元（2）

期刊名称吉林大学学报(工学版)



论文标题PLC在缆索机器人监控系统中的应用

作者姜生元（1）

期刊名称吉林大学学报（信息科学版）



论文标题六独立轮驱动式管内机器人的研制

作者姜生元（3）

期刊名称高技术通讯



论文标题管内移动机器人中的转向机构设计技术

作者姜生元（3）

期刊名称机械设计



论文标题tudy of Locomotion Control Characteristics for Six Wheels Driven In-Pipe Robot

作者姜生元（3）

期刊名称International Conference on Robotics and Biomimetics



论文标题六独立轮驱动管内检测牵引机器人

作者姜生元（3）

期刊名称机械工程学报



论文标题A ROTARY-PERCUSSIVE CORING DRILL FOR LUNAR EXPLORATION

作者姜生元*

期刊名称12th European Conference on Spacecraft Structures, Materials & Environmental Testing

期卷2012.3



论文标题Research on a Rotary-percussive Coring Drill for Lunar Exploration

作者姜生元*

期刊名称16th International Conference on Fluid Dynamic and Mechanical & Electrical Control Engineering

期卷2012.11



论文标题Experimental research on drilling and sampling of lunar soil simulant

作者姜生元*

期刊名称16th International Conference on Fluid Dynamic and Mechanical & Electrical Control Engineering

期卷2012.11



论文标题Experimental research on drilling and sampling of lunar soil simulant

作者姜生元*

期刊名称16th International Conference on Fluid Dynamic and Mechanical & Electrical Control Engineering

期卷2012.11



论文标题Development of a Rotary-percussive Drilling Mechanism (RPDM)

作者姜生元*

期刊名称2012 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics (ROBIO 2012)

期卷2012.12



论文标题封闭式行星轮系功率流判别的键合图法

作者姜生元（3）

期刊名称北京航空航天大学学报

期卷2012-09-20



论文标题平行四杆联动式管道机器人弯管过渡阶段的速度控制

作者姜生元（3）

期刊名称吉林大学学报(工学版)

期卷2012-03-15



论文标题三轴差动式管道机器人的驱动特性及仿真研究

作者姜生元（3）

期刊名称哈尔滨工程大学学报

期卷2012-06-25



论文标题Traveling property of wheel-type pipeline robot with different

作者姜生元（3）

期刊名称Journal of Beijing Institute of Technology

期卷2012-03-15