樊继壮

基本信息 研究方向 教学招生 科研成果 团队成员 新建主栏目 基本信息 名称 樊继壮，机器人技术与系统国家重点实验室 教授，博士生导师。 主要从事仿生机器人和极端环境服役机器人技术研究，在该领域发表论文68篇，其中以第一和通讯作者发表论文40篇，SCI 29篇，EI 10篇，Q1区5篇，Q2区12篇；获发明专利46项；作为负责人承担国家自然科学基金重点项目、面向项目，科技部智能机器人重点研发计划、国家04重大专项、863计划等项目16项，累计经费2470余万元，获国家机械工业科学技术发明特等奖、省科技发明一等奖、科技进步二等奖和国防进步三等奖各一项。在仿生机器人领域，揭示了青蛙生物结构物理特性和肌骨骼机理，突破了软体结构设计制备和新型燃爆驱动技术，研制了国际首个仿蛙软体机器人；在核极端环境检查机器人领域，面向国家重大需求，自主研发出压力容器检查机器人和蒸发器检查机器人，通过英国IVC机构和国家核安全局的认证，累计完成在役检查任务70余次。在教学和人才培养方面，指导大四毕业生毕业论文4人/次，学生顺利毕业；在研究生教学方面，作为导师或副导师指导博士研究生11人，毕业5人，在读6人，指导硕士研究生11人，已顺利毕业8人，其中3人毕业论文答辩取得“金牌”的优秀成绩。 奖项荣誉 名称 国家机械工业科学技术发明特等奖（排名第4） 省技术发明一等奖1项（排名第7） 省科技进步二等奖1项（排名第6） 国防科技进步三等奖1项（排名第5） 2013 IEEE ICIA 会议最佳论文提名 中国机器人学术年会（CCRS 2019）十佳海报 工作经历 名称 2021年1月——至今 哈尔滨工业大学机电学院，机器人研究所，教授 2016年4月——至今 哈尔滨工业大学机电学院，机器人研究所，博导 2013年1月——2021年1月 哈尔滨工业大学机电学院，机器人研究所，副教授 2009年3月——2014年12月 哈尔滨工业大学电气学院，博士后 2005年3月——2012年12月 哈尔滨工业大学机电学院，机器人研究所，讲师 教育经历 名称 1995年—2002年，哈尔滨理工大学, 机械工程及动力学院，本科，硕士 2002年—2007年，哈尔滨工业大学, 机电学院，博士 2009年—2014年，哈尔滨工业大学，电气工程及自动化学院，博士后 主要任职 名称 上海航天八院工艺装备技术中心 技术专家 IEEE 电气和电子工程师协会会员 IEEE Access、机械工程学报、《吉大学报》、《机器人》期刊审稿人，《Hydronmechatronics Engineering》期刊特约聘任审稿专家 研究领域 名称 1、仿生机器人技术研究领域 通过深入研究生物青蛙的水陆两栖运动过程和运动方式，从青蛙跳跃和游动推进力生成、推进效率角度揭示了生物青蛙的水陆两栖运动肌骨骼作用机理，提出了仿蛙跳跃机构和游动机构的结构等效模型，为进行仿蛙两栖运动机器人的结构设计和结构建模理论奠定了基础。基于理论研究成果，搭建了青蛙两栖运动观测、性能分析、运动仿真和性能试验测试平台，研制出多种仿青蛙跳跃游动机器人。该方向的研究为肢体脚蹼推进式水陆两栖运动机器人设计理论奠定了重要的理论基础和实验平台基础，获得国家自然基金面上项目和青年基金的支持。 目前在该领域的最新研究成果是，结合软体机器人技术和化学燃爆驱动技术，融合刚、柔、软等特性软体材料，研制了新型高效的仿蛙机器人关节致动器和结构本体，采用ALH3的化学反应释氢气体燃爆作为驱动，设计了小型化机载燃料供应装置和连续点火装置，实现了机载氢氧燃料的产生、高精度定量输送以及连续精确可控燃爆。实现了仿青蛙跳跃游动机器人的小型化和轻量化，研制出世界上首个接近于生物青蛙尺寸大小，并能实现生物青蛙爆发性游动、跳跃运动方式的仿青蛙机游动跳跃器人。 任现职以来在该领域以第一作者和通讯作者发表学术论文28篇，其中SCI检索16篇，SCI影响因子累计41.52，其中一篇在机器人领域的顶级期刊Soft Robotics上发表（中科院一区，影响因子6.16，第一作者），一篇作为Chinese Journal of Mechanical Engineering（国内顶级SCI检索期刊，机械工程学报的英文版，第一作者）期刊的封面文章发表，一篇获得IEEE ICIA 会议的最佳论文提名奖（第一作者）。作为第一发明人获国家授权发明专利9项，培养博士研究生3名，在读博士4人，培养硕士研究生11人，在读2人，其中3人硕士毕业论文答辩获得优秀成绩。 任现职以来在该领域承担国家重点研发计划智能机器人专项（258万，负责人，被科技部高技术中心授予“项目执行优秀执行团队”荣誉）、国家自然科学基金面上项目（负责人）、军委科技委创新特区项目（100万，负责人）、国家自然科学基金青年项目（负责人）各1项，累计科研经费470余万元。 2、极端环境服役机器人技术领域 主要针对核反应堆设备检测机器人应用技术展开深入研究。取得的代表性成果是针对核电站核反应堆一回路两大关键设备——压力容器和蒸发器，分别研制了具有自主知识产权的超声焊缝检查机器人和爬行式传热管涡流检测机器人，解决了该检测设备需求的“卡脖子”问题，填补了国内空白，在我国三大核电集团中得到了广泛的应用。 其中的压力容器检查机器人与美国西屋公司的同类产品相比，在多规格反应堆堆型适应性、焊缝扫差轨迹精度与作业效率、超声定位脉冲输出精度与匹配性、设备电磁兼容对超声检查信号的扰动性方面具有显著的优势。该设备在国内唯一获得英国IVC机构核检测资质认证，打破了西屋公司对该类产品的技术垄断，实现了我国对核反应堆压力容器的完全自主化检测，该项目获省科技进步二等奖和国防科技进步三等奖各一项。目前中核集团已经装备了十余台该设备，已完成六十多次压力容器的在役和役前检测，累计为国家多增加发电量超过20亿元。 针对核反应堆蒸汽发生器的传热管检测，完成了管板爬行式检测机器人的全部国产化，与美国西屋的同类设备相比，所研发的设备在多规格蒸发器的适应性、传热管的遍历性、设备的安全作业性能方面都有了很大的提高，大幅减少了特殊位置需要人工承受核辐射进行手动检测的问题。设备通过了国家核安全局认证，多次应用核潜艇蒸发器的检修，大幅提高了我国国防重器的设备维护能力。设备已经在我国三大核电集团中实现了广泛性应用，是我国进行核电站蒸汽发生器检测的唯一认证设备，已完成七十多次蒸发器的在役检测。申请人基于前期的研究成果，提出进行新一代蒸发器传热管检测设备研发的新方法，作为负责人获得了国家自然科学基金重点项目的支持。 3、空间机构地面测试技术 面向国家载人航天及探月工程，申请人承担空间机构产品整机、单机部件等多台地面测试设备的研制任务。在该领域突破了太空环境下大型实验设备的机构设计、基于空间多维力随动的微重力场模拟、大型火箭贮箱绝热层喷涂和高精度打磨修型等一系列关键技术，其中“空间对接机构热真空试验台”和“弱撞击对接机构热真空试验台”是我国唯一能在太空环境下实现空间站对接机构和探月对接机构对接全过程的测试设备，“运载火箭贮箱绝热层喷涂打磨修型设备”大幅提高了我国运载火箭的生产能力，得到了总装领导的好评与肯定，为我国空间站工程和探月工程的顺利实施提供了重要的技术支撑。 在该领域以第一作者或通讯作者发表SCI检索论文15篇，SCI影响因子累计24.14。获省技术发明一等奖一项，申请发明专利17项，培养博士研究2名，硕士研究生4人。 目前在该研究方向上作为负责承担国家自然科学基金重点项目（288万元，负责人）、国家04科技重大专项（274.68万元，负责人）、国家科技部核聚变发展研究专项（100万元，负责人）、国家863计划（75.27万元，负责人）、上海宇航系统工程研究所 “样品转移与对接机构整机测试台”（998万元，负责人）、中广核检测技术有限公司，“管板定位器控制系统技术”（240万元，负责人），累计科研总经费2000余万元。 奖项成果 奖项名称 多节履带式煤矿井下搜索机器人关键技术研究 获奖时间 2014 完成人 朱延河，樊继壮等 所获奖项 黑龙江省科技发明一等奖 简单介绍 奖项名称 多机器人遥操作关键技术及其在核电环境的应用 获奖时间 2014 完成人 闫继宏，樊继壮等 所获奖项 黑龙江省科技进步二等奖 简单介绍 奖项名称 基于六关节机械手的核反应堆压力容器检查三维控制系统研制 获奖时间 2015 完成人 黄晓锋，樊继壮等 所获奖项 国防科技进步三等奖 简单介绍 科研项目 项目名称 面向核反应堆多规格蒸发器传热管检修应用的机器人系统关键技术 项目来源 国家自然科学基金重点项目 开始时间 2021.01 结束时间 2024.12 项目经费 288 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 进行中 简单介绍 项目名称 仿蛙软体跳跃机器人关键技术研究 项目来源 国家重点研发计划 开始时间 2017.11 结束时间 2021.5 项目经费 258 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 完成 简单介绍 项目名称 低温储箱焊接、清洗检测与绝热层加工成型装备设计与关键技术研究 项目来源 国家科技重大专项（04专项） 开始时间 2017.04 结束时间 2019.12 项目经费 274.68 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 完成 简单介绍 项目名称 面向复杂环境应用的仿青蛙两栖机器人肌骨骼系统作用机理研究 项目来源 国家自然科学基金 开始时间 2017.01 结束时间 2020.12 项目经费 80 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 完成 简单介绍 项目名称 高铁机车转向架自动化装配线 项目来源 863项目 开始时间 2015.04 结束时间 2017.12 项目经费 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 完成 简单介绍 项目名称 核工业机器人末端工具研制 项目来源 科技部国家磁约束核聚变能发展研究专项 开始时间 2012.01 结束时间 2015.12 项目经费 1,000,000 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 完成 简单介绍 项目名称 面向两栖应用的青蛙仿生机器人运动机理研究 项目来源 国家自然科学基金 开始时间 2011-01-01 结束时间 2013-12-01 项目经费 20万圆 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 完成 简单介绍 项目名称 两栖仿生青蛙机器人运动机理研究 项目来源 教育部博士点新教师基金 开始时间 2009-10-01 结束时间 2011-10-01 项目经费 5万圆 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 完成 简单介绍 项目名称 三肢体机器人的研究 项目来源 哈尔滨创新人才研究专项基金 开始时间 2008-10-01 结束时间 2010-10-01 项目经费 4.05万圆 担任角色 负责 项目类别 纵向项目 项目状态 完成 简单介绍 讲授课程 名称 机器人仿生学基础 授课对象：本科生 招生信息 名称 硕士招生 每年2人。（方向一：仿生机器人； 方向二：极端环境服役机器人； 方向三：空间机构地面测试技术） 博士招生 每年2人。（方向一：仿生机器人； 方向二：极端环境服役机器人； 方向三：空间机构地面测试技术） 代表论文 名称 在基础前沿科学研究方面，主要从事仿生机器人技术的研究。在该领域发表学术论文28篇，SCI检索20篇，EI检索8篇，培养博士研究生3名，在读博士4人，培养硕士研究生11人，在读2人。自2013年以来，在该领域发表的论文如下表所示： 序号 期刊名称 期刊类别 发表年份 作者排序 1 Soft Robotics SCI,IF6.16 2020 1 2 Chinese Journal of Mechanical Engineering SCI,IF1.824，封面文章 2017 1 3 BIOINSPIRATION & BIOMIMETICS SCI,IF3.06 2020 1 4 JOURNAL OF BIONIC ENGINEERING SCI,IF2.22 2020 1 5 Inorganic chemistry SCI,IF4.83 2019 3（通讯） 6 2018 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA) EI 2018 1 7 机器人 EI 2018 1 8 Advances in Mechanical Engineering SCI，IF1.02 2018 4 9 Complexity SCI，IF2.46 2018 3 10 Advances in Mechanical Engineering SCI，IF1.16 2017 1 11 2017 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation (ICMA) EI 2017 1 12 Biology Open SCI，IF2.03 2017 1 13 ASME 2016 Conference on Information Storage and Processing Systems EI 2016 1 14 CRYSTAL GROWTH & DESIGN SCI,IF4.09 2016 4（通讯） 15 INORGANIC CHEMISTRY FRONTIERS SCI,IF5.96 2016 2（通讯） 16 CRYSTAL GROWTH & DESIGN SCI,IF4.09 2016 3（通讯） 17 2015 IEEE Conferrence on Robotics and Biomimetics EI 2015 3（通讯） 18 Technology and Health Care SCI,IF0.81 2015 1 19 Mathematical Problems in Engineering SCI,IF1.01 2015 3（通讯） 20 Advances in mechanical engineering SCI,IF1.16 2015 2（学生1） 21 Advances in Mechanical Engineering SCI,IF1.16 2015 2（学生1） 22 Advances in Mechanical Engineering SCI,IF1.16 2015 2（学生1） 23 Journal of mechanics in medicine and biology SCI,IF0.86 2014 1 24 机器人 EI 2015 1 在极端环境服役机器人技术领域，主要针对核反应堆设备检测机器人、地震灾后搜救机器人展开深入研究，发表论文18篇，SCI/EI检索16篇，申请发明专利15项，培养博士研究生2名，在读博士3人，硕士研究生4人。在该领域发表的论文如下表所示： 序号 期刊名称 期刊类别 发表年份 作者排序 1 IEEE ACCESS SCI,IF3.745 2020 2+通讯 2 Applied sciences-basel SCI,IF2.474 2019 2+通讯 3 Journal of Intelligent & Fuzzy Systems SCI,IF1.851 2019 2（学生1） 4 Journal of Mechanisms and Robotics SCI,IF1.925 2019 1 5 Energies SCI,IF2.707 2018 通讯 6 Chinese Journal of Mechanical Engineering SCI,IF1.413 2017 1 7 Advances in Mechanical Engineering SCI,IF1.024 2017 1 8 Biology Open SCI,IF1.962 2017 1 9 CRYSTAL GROWTH & DESIGN SCI,IF4.153 2016 通讯 10 INORGANIC CHEMISTRY FRONTIERS SCI,IF5.9 2016 通讯 11 Technology and Health Care SCI,IF0.787 2015 1 12 Mathematical Problems in Engineering SCI,IF1.179 2015 通讯 13 Advances in Space Research SCI,IF1.746 2015 2 14 Journal of mechanics in medicine and biology SCI,IF0.815 2014 1 代表专利 名称 序号 专利名称 授权年份 排序 1 一种采用欠驱动串联软体气动弯曲模块的仿青蛙游动腿 2020 1 2 一种基于关节式气动软体致动器驱动的仿蛙游动机器人 2019 1 3 一种具有扭转开合运动形式的仿生青蛙软体脚蹼 2019 1 4 一种水下机器人单自由度旋转关节 2017 1 5 一种提供气动肌肉工作的独立供气气动系统 2017 1 6 一种气动肌肉拮抗式驱动的仿青蛙游动机器人 2017 1 7 一种基于气动肌肉驱动的仿青蛙游动机器人 2017 1 8 一种具备感知能力的气动肌肉驱动仿青蛙弹跳腿. 2015 2 9 采用双关节机构形式的气动肌肉驱动仿青蛙弹跳腿机构 2015 2 10 一种基于弹簧内力补偿的低功耗永磁制动器 2019 1 11 具有力感知功能的硬盘拉手条自适应操作工具 2019 1 教师团队 名称 赵 杰：教 授，博导，机器人研究所所长，课题组带头人。研究方向：极端环境服役机器人、机器人化机电一体装备等。朱延河：教 授，博导。研究方向：自重构机器人、外骨骼机器人。臧希喆：教 授，博导。研究方向：双足机器人、机器人控制。金弘哲：副教授，博导。研究方向：机器人控制。刘玉斌：副教授，博导。研究方向：仿六足机器人。高永生：副教授，硕导。研究方向：仿生肌电控制。刘刚峰：副教授，博导。研究方向：机器人构型。李长乐：副教授，硕导。研究方向：机器人控制技术。张 赫：副教授，博导。研究方向：机器人传感技术。张学贺：副教授，硕导。研究方向：人机交互技术。 毕业学生 名称 姓名 毕业年份 毕业论文 毕业去向 白露 2021.07 硕士 基于Stewart 平台机构的机器人打磨防碰撞装置 华为技术有限公司（上海） 高峰 2021.07 硕士 基于燃爆驱动的仿蛙软体跳跃机器人设计及实验研究 本校攻博 邢真铭 2020.07 硕士 新型蒸汽发生器传热管检修定位机器人研制 本校攻博 戚家铭 2020.07 硕士 基于燃爆驱动的仿蛙软体跳跃机器人研究 新加坡国立攻博 闫旭 2019.07 硕士 基于燃爆驱动的仿蛙软体跳跃机器人关键技术研究 航天二院 于庆国 2018.07 硕士 仿青蛙游动机器人软体致动器设计及其应用研究 禾赛科技 袁博文 2018.07 硕士 气动肌肉驱动仿青蛙游动机器人结构设计及其控制系统研究 华为技术有限公司（上海） 张伟 2017.06 博士 基于青蛙游动机理的仿生机器人研究 孔彭城 2016.07 硕士 气动肌肉驱动仿青蛙游动机器人设计及其关键技术研究 范志海 2016.07 硕士 基于青蛙骨骼结构模型的跳跃机器人研究 王欢 2015.07 硕士 基于气动肌肉驱动的仿蛙腿游动机构控制系统研究 冯文博 2015.07 硕士 基于气动肌肉的仿青蛙跳跃机器人的设计和轨迹规划研究 仲军 2015.07 博士 气动肌肉驱动的仿青蛙跳跃机器人及其关键技术的研究 河海大学 仇裕龙 2014.07 硕士 青蛙游动机理研究及仿生机器人机构设计 焦磊涛 2013.07 硕士 基于气动肌肉驱动的仿蛙腿跳跃机构控制系统研究 张伟 2012.07 硕士 新型气动仿青蛙机器人设计及弹跳性能研究 本校攻博 朱翔宇 2011.07 硕士 仿青蛙跳跃机器人稳定跳跃的研究 王猛 2009.09 博士 仿青蛙跳跃机器人的研制 关山原野 2007.07 硕士 仿生机器蛙跳跃机理分析及运动仿真 在读学生 名称 姓名 入学年份 研究方向 董志辉 2021.09 硕士 仿蛙跳跃机器人 欧越 2021.09 博士 潘以涛 2021.03 博士 燃爆跳跃机器人 康林清 2020.09 硕士 马维良 2020.09 硕士 燃爆跳跃仿蛙机器人 邢真铭 2020.09 博士 极端环境检修定位机器人 王书琦 2019.09 博士 仿蛙游动机器人 徐碧莹 2018.09 直博 极端环境检修定位机器人 张宽 2018.09 直博 极端环境检修定位机器人 杜启龙 2017.09 直博 仿蛙跳跃机器人 徐天 2017.03 博士