何景峰科研成果

基本信息 科学研究（Research） 教育教学（Education） 论文专著(Publications) 新建主栏目 基本信息 名称 何景峰，男。副教授；哈尔滨工业大学机电工程学院流体控制及自动化系。 Jingfeng He，Associate professor，Mechanical Engineering, Harbin Institute of Technology, China 研究方向（research interest） 名称 张拉整体结构、并联机构、多足机器人等，详见“科学研究”。 Tensegrity，parallel manipulator，multi-leg robot，see ‘Research’ 我的日志 新闻标题 欢迎对张拉整体结构、张拉整体机构、张拉整体机器人感兴趣的同学加入本课题组 发布时间 2023-06-17 新闻标题 欢迎对张拉整体机器人感兴趣的同学报考本课题组研究生！ 发布时间 2021年7月31日 新闻标题 欢迎加入2015级硕士研究生 发布时间 2014-10-03 欢迎对张拉整体结构（tensegrity）感兴趣的同学读我的硕士研究生。 整体张拉结构首先以艺术形式出现，也可以认为是一种建筑结构，后期发展将作为一种新的结构形式或称为Smart structure，可以应用于多种领域。整体张拉结构在建筑、桥梁、空间可展结构、变形机翼、仿生机器人等领域都有很好的应用潜力。 整体张拉结构的研究内容包括整体张拉结构的静力学、动力学，建模仿真与控制，为其设计奠定基础。 新闻标题 祝贺何俊硕士毕业！ 发布时间 2015-07-20 以冗余驱动振动台为背景，以冗余驱动并联机构为对象，对上平台进行运动控制的同时，在内力空间对上平台的振动变形进行一定抑制。 祝贺何俊硕士毕业！ 新闻标题 欢迎对结构感兴趣的同学报考2016级研究生！ 发布时间 2016-03-11 张拉整体结构设计/特性分析/静力学/动力学/控制方法研究。 新闻标题 祝贺郑志威硕士毕业！ 发布时间 2016-07-16 郑志威论文以两级三棱柱型张拉整体结构为例，对张拉整体结构的找形、静力响应解算和刚度调节原理进行了研究。其中静力响应解算可以实现所有铰接结构（如桁架、蜘蛛网类cable-net、张拉整体结构）的小变形静力响应的求取。这很关键。而刚度调节的研究对仿生机器人腿部刚度调节/仿生鱼变刚度控制都有价值。加深对结构特性的了解和理解，对此后的结构机构化、控制结构一体化和结构优化设计都很有必要。郑志威的工作是基础性的，也是重要的。谢谢郑志威的不懈努力和对本课题组的contribution。难忘美好的共同讨论时光。祝美满人生，追求卓越！ 新闻标题 祝贺2017届硕士研究生毕业 发布时间 20170703 祝贺赵建英、边增华硕士毕业！ 赵建英完成了张拉整体结构动力学的完整建模，突破了多刚体动力学建模问题，并实现了张拉整体结构的跟踪控制。 边增华完成了平面双足机器人的动力学/运动规划/阻抗控制，利用虚拟模型方法实现了双足机器人矢状面内的稳定行走，课题完成质量优秀。 他们两位都出色的完成了硕士论文工作，再次向他们表示祝贺！ 祝他们事业一帆风顺，收获幸福人生！ 教育经历 名称 1997年, 哈尔滨工业大学, 动力工程系，获本科学位 2001年, 哈尔滨工业大学, 机械电子工程，获硕士学位 2007年, 哈尔滨工业大学, 机械工程，获得博士学位 2014.9-2015.9 加州大学圣地亚哥分校（UCSD, USA），机械与航空系，访问学者(Visiting scholar)，Advisor： Robert E. Skelton. 开展张拉整体结构的拓扑优化设计。 任教与职称 (CV) 名称 时间 工作经历 2004年-2006年 哈工大机电学院，流体控制及自动化系，助教 (assitant) 2006年-2011年 哈工大机电学院，流体控制及自动化系，讲师 2011年至今 哈工大机电学院，流体控制及自动化系，副教授 (associate professor) 2012年至今 哈工大机电学院，流体控制及自动化系，硕士生导师 (master advisor) 纵向课题 项目名称 大型多冗余驱动液压振动台模态空间解耦控制研究 项目来源 国家自然科学基金 开始时间 2012-01-01 结束时间 2015-12-01 项目经费 40万 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 完成 简单介绍 研究领域 (Research) 名称 研究方向: 冗余驱动机构、振动控制、多足仿生机器人，结构与控制 Research area: redundantly actuated parallel mechanism, vibration control, bioinspired robot, tensegrity. 1）并联机构、冗余驱动机构及其应用 (parallel mechanism and its applications) 2）流体驱动多足行走机械 (fluid power bioinspired legged robot) 3）振动控制 (vibration control) 4）张拉整体结构 (tensegrity) The First Version Prototype HITtensbot and its rolling in NASA simulator， By my master student Xie Yiming，Undergraduate student Sun He（孙赫，2018届）。 学生及研究课题（Students and their research interest） 名称 在读博士生： 王一航（副导师），2022级，研究方向：张拉整体结构（tensegrtiy）。 往届博士生： 李鑫（副导师），2018，研究方向：张拉整体机器人模态分析与运动控制，2023年6月毕业，工作去向：师资博士后。 在读硕士生: 邓少南，2022级，研究课题：仿生机器鱼机动性与跟随控制研究。 孙绍祖，2022级，研究方向：绳索驱动张拉整体结构。 往届硕士研究生： 曹咸鉴，2021级，研究课题：七自由度张拉整体关节机械臂。工作去向：西安比亚迪。 朱啸闻，2021级，研究课题：基于张拉整体关节的高频摆动机器鱼。工作去向：深圳美团。 冀新明（指导），2021级，研究课题：基于delta机构和张拉整体关节的绳驱5自由度对接机器人（校优）。工作去向：航天科技研究所，北京。 常新月，2020级，研究方向：基于张拉整体的仿人机器人腿运动控制研究。工作去向：航空研究所，南京。 王一航，2020级，研究方向：欠驱动张拉整体仿鸟颈机构研究。本课题组博士在读 郑祺，2019级，研究方向：被动双足机器人运动控制研究。工作去向：腾讯 陆思依，2019级，研究课题，绳索驱动全约束并联机构的导纳控制和标定（校优）。工作去向：北京 李召芹，2018级，研究课题：张拉整体仿生鸟颈稳定系统研究。工作去向：南京晨光。 孔维胜，2018级，研究课题：题目： 基于张拉整体结构的仿人上肢机器人研究。工作去向：南京 冯子涛，2018级，研究课题：波浪自适应双体船用绳索并联驱动救捞系统研究。工作去向：南京 Foster（富明），2017级，留学生，美国。研究课题：Tilting quadrotor flight robot。 李鑫，2016级，太原理工大学本科毕业，研究方向：四足机器人。 Quadruped robot with tail and head by Xin Li（李鑫） 解一鸣（指导），2016级，球形张拉整体结构机器人滚动控制研究。Rolling control of Tensegrity robot。毕业去向：航天系统 佟逸良，2017级，研究方向：全约束空间绳索驱动并联机构及其在救捞中的应用研究。毕业去向：华为 赵建英，2015级，哈尔滨工业大学本科毕业。研究方向：张拉整体运动控制。工作去向：苏州汇川。 Dynamics and motion control by Zhao Jiangying（赵建英） 边增华（指导）：基于虚拟模型的双足机器人研究。毕业去向：一汽大众。 吉尔玛，2015级，埃塞俄比亚留学生。研究方向：Cable-Driven Parallel Mechanism。 何 俊，2013级，哈工大本科毕业。 硕士课题研究方向：冗余驱动并联机构运动控制及平台柔性模态振动抑制研究。Email:hejun108028@163.com 硕士论文获得银牌。工作去向：深圳汇川技术股份有限公司工业机器人设计。 郑志威，2014级，大连海事大学本科毕业。 硕士课题研究方向：张拉整体结构。Email：zzw_jx_dl@163.com 工作去向：长春轨道客车股份有限公司。 two-stage SVD tensegrity statics by Zheng zhiwei（郑志威） Undergraduates projects： 刘子轩（Zixuan，Liu），2021届，脊椎型张拉整体机器人运动控制研究。 黄允祺（Yunqi Huang）：六杆球形张拉整体机器人振动推进运动研究。 彭鹏（Peng Peng），2020届：基于变传动比连杆的单腿跳跃机器人设计与运动仿真（校优） 谢磊（Xie Lei）：张拉整体多节蛇形机器人设计及其运动研究。 周希睿（Siri，Zhou），2019届，四旋翼吊挂系统的仿真与消摆控制（校优）。 孙赫（He Sun）：张拉整体球形机器人滚动运动控制研究（Research topic：Rolling of Spherical Tensegrity robot，see the rolling simulation in NTRT, NASA AMEs）。毕业去向：哈工大计算机系读研。 王睿琪（Rui-Qi Wang）： 张拉整体柔性关节串联臂的特性分析与运动仿真研究（Research topic：Analysis and motion simulation of Tensegrity-based robot arm）。毕业去向：清华深圳研究生院。 tensegrity arm and its formfinding result (debt to NASA NTRT, NASA AMEs, Jonathan Bruce Group from UCSC) 谭凯戈（Kai-Ge Tan）：双体船救捞绳索驱动并联机构的研究（Research topic：Cable-driven parallel mechanism as a salvage device）。工作去向：瑞典沃尔沃。 张熙然（Xi-Ran Zhang）：全约束空间绳索驱动并联机构的研究（Research topic：Cable-driven parallel mechanism as a motion simulator） 讲授课程 (Teaching) 名称 多自由度并联机构分析与控制 (Parallel Mechanism, for Graduate students)，2009-至今 简介:机电学院硕士研究生模块选修课。 典型的并联机构：Stewart platform 2. 张拉整体仿生结构研究与探索 （Bioinspired Tensegrity Structures Research and Exploration） 简介:本科生创新创业课程。面向全校选修。主要介绍张拉整体结构研究内容、研究进展和应用，学生动手制作模型。 3. 流体驱动仿生行走机械研究（本科生创新研修课）(Fluid powered bioinspired walking machine, for undergraduate students) 4. 机械工程流体力学基础（哈工大机电学院本科生课程），2019-至今 论文期刊 (Publications) 论文标题 A modal self-excitation method of tensegrity robots 作者 Xin Li, Jingfeng He 发表时间 2022.1.27 期刊名称 Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science 期卷 简单介绍 论文标题 Modal analysis method for tensegrity structures via stiffness transformation from node space to task space. 作者 Xin Li, Jingfeng He*, Mantian Li, Hongzhou Jiang, Yunqi Huang 发表时间 2020 期刊名称 Engineering Structures 期卷 简单介绍 A tensegrity structure is a type of hybrid soft-rigid system, whose high compliance is prone to induce an oscillatory motion. The oscillatory characteristics can be exploited to control a tensegrity structure efficiently, and modal analysis is beneficial in guiding the exploration of the oscillatory characteristics of this type of structures. We derive node-based modes of tensegrity structures using the finite element method. By freezing the substructures as a rigid body, the node-based stiffness is converted into a task-space stiffness, during which the elasticity within the substructures is filtered out from the final modal analysis results. Compared with the nodebased modal analysis results, the transformation method proposed in this paper significantly reduces the mode dimension. Concurrently, the low-order modes almost remain unchanged when the stiffness of the substructures is much higher than that of the interconnecting cables. We select two tensegrity structures as examples to demonstrate our method. 论文标题 A Task-Space Form-Finding Algorithm for Tensegrity Robots 作者 XIN LI , WEISHENG KONG, AND JINGFENG HE* 发表时间 2020 期刊名称 IEEE ACESS 期卷 简单介绍 A modified dynamic relaxation algorithm for the form-finding of tensegrity robots in task space is proposed in this paper. There are some form-finding problems of tensegrity structures that are hard to be handled by the node-based dynamic relaxation algorithm. For tensegrity structures with multiple interconnected rods or rigid rods, the node-based dynamic relaxation algorithm is usually difficult to perform this type of form-finding. The node-based dynamic relaxation algorithm becomes rather cumbersome if several different ratios between rod lengths and cable lengths are desired, which restricts its applicability to less regular structural forms. The performance of the algorithm is affected by the relative difference in stiffness between members(cables and rods). To solve these problems, we extend the general dynamic relaxation algorithm from node space to task space. The proposed algorithm considers multiple interconnected rigid rods as an entire rigid body to derive its motion in six degrees of freedom.We simulated the motion process of the rigid body approaching its self-equilibrium position under the force exerted by all surrounding cables. In the form-finding process, the relative location relationship of all interconnected rods on a complex rigid body is maintained. The algorithm is valid for the form-finding of tensegrity structures which are with several different ratios between rod lengths and cable lengths. Besides, the modified algorithm is not affected by the stiffness of interconnected rods on rigid bodies. To demonstrate the capability of the method, four examples, including a two-segment spine robot, a bio-inspired tensegrity arm, a multi-segment spine robot, a tensegrity robot with disconnected and interconnected rigid rods, are presented in this paper. 论文标题 Study on dynamic isotropy of a class of symmetric spatial parallel mechanisms with actuation redundancy 作者 Jing-Feng He，Hong-zhou Jiang, Zhi-zhong Tong 发表时间 期刊名称 Journal of Vibration and Control 期卷 18(8) 简单介绍 论文标题 液压驱动冗余振动台自由度控制及内力协调 作者 何景峰，李保平，佟志忠等 发表时间 期刊名称 振动与冲击 期卷 2011.3 简单介绍 论文标题 Optimal design of a class of generalized symmetric Gough-Stewart parallel manipulators with dynamic isotropy 作者 Zhizhong Tong, Jingfeng He, Hongzhou Jiang and Guangren Duan 发表时间 期刊名称 Robotica 期卷 2011 简单介绍 论文标题 Modal control of a hydraulically driven redundant actuated fully parallel mechanism 作者 Jing-feng He, Hong-zhou Jiang and Zhi-zhong Tong 发表时间 期刊名称 Journal of Vibration and Control 期卷 (online) 简单介绍 In this paper, we consider the problem of modal-space control for the hydraulically driven fully parallel mechanism with actuation redundancy. Firstly, the mechanical-hydraulic interaction system is transformed into modal-space model. Then, independent modal decoupled systems for the redundant mechanism are obtained. According to the eigenvalue frequency characteristics, two types of modal systems – zero eigenvalue modal systems and nonzero ones – naturally result and these systems can be treated separately. For the nonzero eigenvalue modal systems, it is convenient to employ dynamic pressure feedback control to regulate damping. For the zero eigenvalue modal systems, we give a proof to show that they just lie in the null space of the Jacobian of the mechanism, then it is more appropriate to implement force control for this type of modal system. Some simulation results further explain the proposed modal-space control method. 论文标题 基于虚拟模型和主动阻抗控制的双足机器人动态行走研究（硕士论文）RESEARCH ON DYNAMIC WALKING OF THE BIPED ROBOT BASED ON VITUAL MODEL AND ACTIVE IMPEDANCE CONTROL 作者 边增华 发表时间 期刊名称 期卷 简单介绍 双足机器人的动力学建模；双足机器人的控制框架。 论文标题 两级三棱柱张拉整体结构的静力学分析和刚度调节研究（硕士论文）Static Analysis and Stiffness Regulation of Two-stage Three-bar Tensegirty Prism 作者 郑志威 发表时间 期刊名称 期卷 简单介绍 蒙特卡洛找形方法；静力学特性分析 论文标题 两级张拉整体结构动力学与运动控制（硕士论文）DYNAMICS AND MOTION CONTROL OF TWO-STAGE THREE-BAR TENSEGRITY PRISM 作者 赵建英 发表时间 期刊名称 期卷 简单介绍 动力学模型；运动仿真 论文标题 液压冗余驱动并联机构的上平台振动抑制方法研究（硕士论文）VIBRATION SUPPRESSION OF THE MOVABLE PLATFORM OF THE HYDRAULICALLY DRIVEN REDUNDANT PARALLEL MECHANISM 作者 何俊 发表时间 期刊名称 期卷 简单介绍 内力抑制模态振动 论文标题 球形张拉整体机器人滚动分析与控制研究（硕士论文）ANALYSIS AND CONTROL ABOUT ROLLING MOTION OF SPHERICAL TENSEGRITY ROBOT 作者 解一鸣 发表时间 期刊名称 期卷 简单介绍 张拉整体球形机器人Adams仿真及原型设计和滚动实验 论文标题 Motion Simulation of Fully Constrained Spatial 3 DOF Cable-Driven Parallel Mechanism（Master Dissertation） 作者 Girma Debru Debebe 发表时间 期刊名称 期卷 简单介绍 论文标题 基于虚拟模型和阻抗控制的四足液压驱动机器人行走研究（硕士论文）RESEARCH ON WALKING OF HYDRAULICALLY DRIVEN QUADRUPED ROBOT BASED ON VIRTUAL MODEL AND IMPEDANCE CONTROL 作者 李鑫 发表时间 期刊名称 期卷 简单介绍 四足机器人的Adams仿真；四足机器人的控制框架