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教师简介

一.学术身份

副研究员/博士生导师，

国家医疗器械技术审评中心外聘专家(2023)，山东省泰山产业领军人才(2022)，山东大学青年未来学者(2020)

研究方向：1.连续体机器人、手术机器人；

2.基于机器视觉的灵巧作业（焊接、打磨、装配）工业机器人；

3.柔性执行器（SEA）仿生设计与控制、基于SEA的助力/康复外骨骼机器人；

4.智能检测与自动化加工装备；

5.数字孪生。

主持国家级课题6项，省部级课题10余项，表SCI/EI论文50余篇，授权发明专利40余项。

担任Sensors、Int. J. Medical Robotics and Computer Assisted Surgery等SCI期刊客座编辑。

担任TIE、TMECH、RAL、MSSP、IJMS等期刊审稿人。

二,主持的主要项目

国家重点研发计划，经耳道的内耳注射采样手术机器人关键技术及系统，课题负责人
国家重点研发计划，经皮脊柱内镜智能手术机器人关键技术及系统，子课题负责人。
国自然面上基金，面向经鼻颅底手术的微型复合连续体机器人研究，项目负责人
国家自然基金委联合基金，面向饰面施工的移动作业型建筑机器人设计理论与关键技术，课题负责人。
国自然青年基金，机床伺服进给系统精细化摩擦建模与补偿技术研究，项目负责人。
山东省重大科技创新工程，微创脊柱外科远程手术机器人研发及产业化示范应用，课题负责人。
山东省重大科技创新工程，基于云技术的智能焊接机器人系统关键技术研发及应用，课题负责人。
山东省重点研发计划项目，新型变刚度连续体微创手术机器人构型及运动控制技术研究，项目负责人。
第66批中国博士后科学面上基金，变刚度连续体单孔微创手术机器人创成与关键技术研究，项目负责人。
2020年度山东省博士后创新项目一等资助，面向自然腔道的连续体手术机器人创成与关键技术研究，项目负责人。
淄博市重点研发计划，基于机器视觉的全自动管板焊接系统研发，项目负责人
山东省自然科学基金项目，ZR2017PEE005，机床伺服进给系统摩擦精准建模与补偿技术研究，项目负责人。
山东省重点研发计划项目，高速工况下滚珠丝杠伺服进给系统位置跟踪与振动抑制并行控制技术研究，项目负责人。
山东大学军民融合交叉学科项目，新型XXX技术研究，项目负责人。
山东大学卓越攻关计划项目，基于XXXX外骨骼研究，项目负责人
山东大学高效洁净教育部重点实验室开放基金，高速直线伺服进给系统位置跟踪与振动抑制并行控制技术研究，项目负责人。
北京理工大学智能机器人与系统高精尖创新中心开放基金，变刚度连续体微创手术机器人构型与基于人体组织三维模型的运动控制技术研究，项目负责人。
横向项目，YT-Ⅲ型遥控注射推进装置技术升级项目，项目负责人。
横向项目，胃镜手术机器人执行器械关键技术研究，项目负责人。
横向项目，路缘石自动填缝机研发，项目负责人
横向项目，无人驾驶自动填缝机工程车辆定位导航控制系统开发，项目负责人
横向项目，医用口罩气体交换压力差测试仪开发，项目负责人

教育经历

2014-9 — 2018-9

山东大学

机械电子工程

博士生
2007-9 — 2010-6

山东大学

机械电子工程

工学硕士学位
2003-8 — 2007-6

山东大学

机械设计及制造

学士

工作经历

2011-08 — 至今

山东大学机械工程学院

研究概况

手术机器人
智能检测与控制
微纳精密加工

研究方向

论文成果

(1) 卢佳佳.新工科背景下机电综合创新实验课程改革.实验室研究与探索.2020 (04)

(2) 杨浩锦.Thermal error modelling for a high-precision feed system in varying conditions based on an improved Elman network. International Journal of Advanced Manufacturing Technology.2020 (1-2):279

(3) 吴东亭.Microstructure and corrosion resistance of stainless steel produced by bypass coupling twin-wire indirect arc additive manufacturing. International Journal of Advanced Manufacturing Technology.2022 (3):2159

(4) 程天宇.Dexterity enhancement of continuum robot for natural orifice transluminal endoscopic surgery in the dual-manipulator collaborative space.INTERNATIONAL JOURNAL OF MEDICAL ROBOTICS AND COMPUTER ASSISTED SURGERY.2023 (e2516)

(5) 杨浩锦.A review on vibration analysis and control of machine tool feed drive systems. International Journal of Advanced Manufacturing Technology.2020 (1-2):503

(6) 张扬.Robust Command-Filtered Control With Prescribed Performance for Flexible-Joint Robots.《IEEE TRANSACTIONS ON INSTRUMENTATION AND MEASUREMENT》.2023 (72)

(7) Composite continuum robots: Accurate modeling and model reduction.International Journal of Mechanical Sciences.2024 (276):1

(8) 杨富春.Free vibration of circular cylindrical shells with discrete circumferential stiffnesses.国际机械科学.2019 (157-158)

(9) 张兴尧.Design and Modelling of Continuum Robot for Endoscopic Submucosal Dissection Surgery With Lifting Force Estimation.INTERNATIONAL JOURNAL OF MEDICAL ROBOTICS AND COMPUTER ASSISTED SURGERY.2024,20 (5)

(10) 张体冲.Design and Modeling of Multi-vertebrae Continuum Robot for Minimally Invasive Surgery.2023,226 :85-91

(11) 尹长伟.Robust dynamic surface control of series elastic actuators based on reduced-order extended state observer.JVC/Journal of Vibration and Control.2024

(12) 张扬.Robust Command-Filtered Control With Prescribed Performance for Flexible-Joint Robots.《IEEE TRANSACTIONS ON INSTRUMENTATION AND MEASUREMENT》.2023 (72)

(13) 傅洪锐.Application of Feedforward-Cascade Control in an External Pulling Robot for Nerve Restoration.2022,13457 LNAI :440-449

(14) Zhao, Yibo.Vessel Site Selection for Autonomous Cannulation Under NIR Image Guidance.2022,13458 LNAI :88-99

(15) 陈超.A Novel Segmentation Recognition Algorithm of Agaricus bisporus Based on Morphology and Iterative Marker-Controlled Watershed Transform.Agronomy.2023,13 (2)

(16) Ji, Jiarui.Automated Vein Segmentation from NIR Images Using a Mixer-UNet Model.2022,13458 LNAI :64-75

(17) 吴东亭.Microstructure and corrosion resistance of stainless steel produced by bypass coupling twin-wire indirect arc additive manufacturing.international Journal of Advanced Manufacturing Technology.2021,119 (3-4):2159-2172

(18) 程天宇.Dexterity enhancement of continuum robot for natural orifice transluminal endoscopic surgery in the dual-manipulator collaborative space.INTERNATIONAL JOURNAL OF MEDICAL ROBOTICS AND COMPUTER ASSISTED SURGERY.2023,19 (4)

(19) A millipede-inspired miniature self-moving ultrasonic actuator with high carrying capability and nanometer resolution.国际机械科学.2024,267

(20) 张扬.Robust Finite-Time Command-Filtered Backstepping Control for Flexible-Joint Robots With Only Position Measurements.IEEE TRANSACTIONS ON SYSTEMS MAN CYBERNETICS-SYSTEMS.2023 (54)

(21) 张扬.Robust Command-Filtered Control With Prescribed Performance for Flexible-Joint Robots.IEEE TRANSACTIONS ON INSTRUMENTATION AND MEASUREMENT.2023,72

(22) 杜付鑫.脊柱手术机器人研究进展.山东大学学报(医学版).2023,61 (03):1-11

(23) 张兴尧.A Static Model of a Notched Continuum Robot with Non-Constant Curvature for Minimally Invasive Surgery: Base on Taylor Expansion Approach.2023

(24) Compound continuum manipulator for surgery: Efficient static‐based kinematics.INTERNATIONAL JOURNAL OF MEDICAL ROBOTICS AND COMPUTER ASSISTED SURGERY.2023 (e2516)

(25) 魏行行.Coupling Analysis of Compound Continuum Robots for Surgery: Another Line of Thought.Sensors (Switzerland).2023 (14)

(26) 高昂.YOLO-Weld: A Modified YOLOv5-Based Weld Feature Detection Network for Extreme Weld Noise.Sensors (Switzerland).2023 (12)

(27) 张钢.Design and Modeling of a Lightweight Concentric Tube Robot for Nasopharyngeal Surgery.2022

(28) 杜付鑫.Continuum robots: Developing dexterity evaluation algorithms using efficient inverse kinematics.Measurement.2023 (2023(7))

(29) 张钢.Kinematics and Dexterity Analysis of a Compound Continuum Manipulator for Minimally Invasive Surgical.2022

(30) 张涛.Analysis of Dynamic Friction and Elongation Characteristics of the Tendon Sheath System.2021,13015 :145-154

(31) 吴疆.A two-DOF linear ultrasonic motor utilizing the actuating approach of longitudinal-traveling-wave/bending-standing-wave hybrid excitation.INTERNATIONAL JOURNAL OF MECHANICAL SCIENCES Journal.2023,248

(32) 张钢.Design and modeling of a bio-inspired compound continuum robot for minimally invasive surgery.Machines.2022,10 (6)

(33) 卢佳佳.新工科背景下机电综合创新实验课程改革.实验室研究与探索.2020,39 (04)

(34) 陈超.A Novel Segmentation Recognition Algorithm of Agaricus bisporus Based on Morphology and Iterative Marker-Controlled Watershed Transform.Agronomy.2023,13 (2)

(35) 程天宇.Dexterity enhancement of continuum robot for natural orifice transluminal endoscopic surgery in the dual-manipulator collaborative space.INTERNATIONAL JOURNAL OF MEDICAL ROBOTICS AND COMPUTER ASSISTED SURGERY.2023 (e2516)

(36) 刘天翔.Modeling of and Experimenting with Concentric Tube Robots: Considering Clearance, Friction and Torsion.Sensors.2023,23 (7)

(37) 类延强.Miniature Manipulator Design and Cartesian Control for Minimally Invasive Transluminal Endoscopic Surgery.MICROMACHINES.2022,13 (12)

(38) Curvature Correction of a Notched Continuum Robot Based on a Static Model Considering Large Deformation and Friction Effect.Machines.2022,10 (9)

(39) 张钢.Design and Modeling of a Bio-Inspired Compound Continuum Robot for Minimally Invasive Surgery.Machines.2022,10 (6)

(40) 类延强.Design and experimental validation of a master manipulator with position and posture decoupling for laparoscopic surgical robot.INTERNATIONAL JOURNAL OF MEDICAL ROBOTICS AND COMPUTER ASSISTED SURGERY.2022

(41) 李馥颖.基于快速选区卷积神经网络模型的工业产品表面缺陷检测.济南大学学报(自然科学版).2021 (05):417

(42) 杜付鑫.一种位姿解耦的主操作手结构设计与优化方法.《哈尔滨工业大学学报》.2021,53 (7):27

(43) 邹勇.Effect of arc voltage on process stability of bypass-coupling twin-wire indirect arc welding.INTERNATIONAL JOURNAL OF MODERN PHYSICS B.2022,36 (12&13):22400531

(44) 杜付鑫.Microstructure and corrosion resistance of stainless steel produced by bypass coupling twin？wire indirect arc additive manufacturing. International Journal of Advanced Manufacturing Technology.2022,119 (3):2159

(45) 类延强.Development of a novel deployable arm for natural orifice transluminal endoscopic surgery.INTERNATIONAL JOURNAL OF MEDICAL ROBOTICS AND COMPUTER ASSISTED SURGERY.2021,17 (3)

(46) 李淑颖.基于虚拟仿真技术与实际操作相结合的数控加工实验教学设计.工具技术.2021 (55)

(47) 王兆国.Optimized configuration of the joint stiffness for a dual differential feed system.Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering.2021 (（310）2021)

(48) 卢佳佳.新工科背景下机电综合创新实验课程改革.实验室研究与探索.2020 (04)

(49) 卢佳佳.一种丝驱连续体手术机械臂的设计及其运动学分析.《机电工程》.2020 (09)

(50) 朱振杰.基于主成分分析-孪生支持向量机的工业系统故障监测.济南大学学报(自然科学版).2021,35 (3):253

(51) 杨浩锦.A review on vibration analysis and control of machine tool feed drive systems.international Journal of Advanced Manufacturing Technology.2020,107 (1-2):503

(52) 杜付鑫.A review on vibration analysis and control of machine tool feed drive systems. International Journal of Advanced Manufacturing Technology.2020,107 (1-2):503

(53) 杜付鑫.Thermal error modelling for a high-precision feed system in varying conditions based on an improved Elman network. International Journal of Advanced Manufacturing Technology.2020,106 (1-2):279

(54) 王兆国.Design and implementation of speed fluctuation reduction for a ball screw feed system at low-speed operation.Mechanical Sciences.2020,11 (1):163

(55) 杨浩锦.Thermal error modelling for a high-precision feed system in varying conditions based on an improved Elman network.international Journal of Advanced Manufacturing Technology.2020,106 (1-2):279

(56) 卢佳佳.Kinematic modeling of a class ofn-tendon continuum manipulators.ADVANCED ROBOTICS.2020,34 (19):1254

(57) 杜付鑫.Kinematic modeling of a class of n-tendon continuum manipulators.ADVANCED ROBOTICS.2020,34 (19):1254

(58) 杨富春.Vibration of rotating circular cylindrical shells with distributed springs.Journal of Mechanics.2021,37 :346

(59) 杨富春.Vibration of rotating circular cylindrical shells with distributed springs.Journal of Mechanics.2021 (37)

(60) 杜付鑫.An Efficient Inverse Kinematics Algorithm for Continuum Robot with a Translational Base.2020

(61) 杜付鑫.A Novel Inverse Kinematics Algorithm Using the Kepler Oval for Continuum Robots.Applied Mathematical Modelling.2021 (93):206

(62) 杜付鑫.Development of a novel deployable arm for natural orifice transluminal endoscopic surgery.INTERNATIONAL JOURNAL OF MEDICAL ROBOTICS AND COMPUTER ASSISTED SURGERY.2021,17 (3)

(63) 冯显英.A novel method for smooth low-speed operation of linear feed systems.Precision Engineering.2019

(64) 杜付鑫.Identification and compensation of friction for a novel two-axis differential micro-feed system.Mechanical Systems and Signal Processing.2018,106 :453

(65) 杜付鑫.Modeling, identification and analysis of a novel two-axis differential micro-feed system.PRECISION ENGINEERING-JOURNAL OF THE INTERNATIONAL SOCIETIES FOR PRECISION ENGINEERING AND NANOTECHNOLOGY.2017, 50 :320

(66) 杜付鑫.Cross-coupled intelligent control for a novel two-axis differential micro-feed system.Advances in Mechanical Engineering.2018,10 (6)

(67) 王兆国.Dynamic modeling and analysis of the nut-direct drive system.Advances in Mechanical Engineering.2018,10 (11)

(68) 杜付鑫.Influences of Belt Drive on The Rotor Balance Detection System.Journal of Convergence Information Technology.2012

(69) 杜付鑫.一种新型双轴差速式微量进给系统的建模与分析.《机械工程学报（中文版）》.2018,54 (9):195

(70) 杜付鑫.基于BP神经网络的机床热误差建模与分析.《组合机床与自动化加工技术》.2019 (8):39

(71) 杜付鑫.基于最小二乘法的轮胎动平衡测试标定方法.机电一体化.2013

(72) 李淑颖.基于变电站巡检机器人的紫外电晕检测系统及检测方法研究.机电信息.2019

(73) 杜付鑫.基于有限元的双轴差速系统实验台模态分析.实验室研究与探索.2019

(74) 杜付鑫.不同因素对射频解冻猪肉效果的影响.肉类研究.2019,33 (1):19

(75) 冯显英.基于改进差分进化算法的伺服驱动系统摩擦参数辨识研究.组合机床与自动化技术.2018

(76) 冯显英.基于Ｒitz级数双驱动系统动态特性分析.《组合机床与自动化加工技术》.2018

专利

1. 一种用于颅底肿瘤切除的复合连续体机器人及其控制方法

2. 一种手术机器人快换装置及手术机器人

3. 一种手术机器人五自由度柔性操作臂

4. 一种基于ROS系统的焊接机器人系统及工作方法

5. 一种用于手术机器人的主操作手及手术机器人系统

6. 柔性关节机器人的复合抗饱和控制方法及控制系统

7. 基于降阶扩张状态观测器的柔性机械臂控制方法及系统

8. 一种基于杆传动的手持式手术机器人

9. 人机协同安装幕墙环境下机器人作业知识积累方法及系统

10. 一种基于张拉整体结构的多指机械手爪、机器人

11. 一种滤震式钻孔灌注桩混凝土灌注高度控制装置及方法

12. 一种驱动丝锁紧的柔性机械臂及内窥镜

13. 一种绳驱动柔性外骨骼助力机器人

14. 一种用于微创手术的力反馈主操作手

15. 一种经鼻腔进行颅底肿瘤切除的微创手术机器人

16. 一种柔性展开臂的参数优化设计方法

17. 一种具有超冗余自由度的外肢体机械臂及辅助作业装置

18. 一种采集海床科学信息的仿生水下足式机器人

19. 一种经腔手术机器人操作臂系统、机器人及方法

20. 一种仿生水下足式机器人腿部结构及仿生水下足式机器人

21. 基于串联弹性驱动器的腿部关节、腿结构及水下机器人

22. 一种手持式手术机器人及工作方法

23. 一种多段连续体机器人灵活度计算方法

24. 一种刚柔结合式外肢体机械臂及其辅助作业装置

25. 一种可自由安装的微型化床旁手术机器人及其工作方法

26. 一种模块化自重构六足机器人

27. 一种基于镍钛合金骨架的变刚度蛇形手术机器人

28. 一种手术机械臂及内窥镜系统

29. 一种用于受限空间骨病变区清除的手术机器人

30. 一种基于柔性连续体的建筑作业机械臂及辅助作业装置

31. 一种可用于单孔手术机器人的受限连续体

32. 一种同心管手术机构及眼科手术装置

33. 一种用于自然腔道的同心管手术机器人

34. 一种自重构模块化移动机器人前后连接机构及机器人

35. 一种模块化可实现单孔与多孔转换的手术机器人

36. 一种多线驱连续体机械臂驱动线耦合关系的统一解耦方法

37. 一种经自然腔道的窥镜手术机器人

38. 一种用于连续体手术机器人的主操作手及手术机器人

39. 一种新型可实现全组件摩擦辨识的方法和实验装置

40. 考虑实际工况的宏宏双驱动系统的热变形预测方法及系统

41. 考虑实际工况的宏宏双驱动系统的热变形预测方法及系统

42. 轮胎动平衡试验机上下轮辋在线自动校正纠偏装置和方法

科研项目

1. 大负载四轴码垛机器人机构设计与优化, 2024/08/20-2026/03/23

2. 具身智能物流仓储机器人研发, 2024/08/05-2027/08/04

3. 基于视觉纠偏的浮船板智能焊接机器人算法设计与集成, 2024/05/25-2025/12/31

4. 绿色建材智能制造成套装备与装配施工机器人开发, 2023/07/01-2026/06/30

5. 微型连续体机器人位姿精准控制与人机协同安全操作技术, 2023/12/01-2026/11/30

6. 柱塞泵核心部件超精密加工与配合间隙控制技术研究, 2023/11/01-2027/10/31

7. 面向经鼻颅底手术的微型复合连续体机器人研究, 2023/08/24-2027/12/31

8. 新型开闭机构方案研究, 2023/11/22-2025/12/31

10. 经皮脊柱内镜智能手术机器人关键技术及系统, 2022/12/01-2025/10/31

11. 医疗器械物理性能检测分析仪器开发, 2023/03/31-2026/03/30

12. 基于机器人的天线罩自动测试技术, 2023/04/07-2023/12/31

13. 无人驾驶自动填缝机工程车辆定位导航控制系统开发, 2023/06/12-2024/12/31

14. 乳房植入物疲劳测试仪控制软件开发, 2023/06/12-2024/12/31

15. 高功率密度氢燃料电池电堆关键技术研究, 2020/12/01-2023/12/31

16. 静脉采血容器测试仪开发, 2022/07/01-2023/12/31

17. 织物湿态疲劳测试仪开发, 2022/07/01-2023/12/31

18. 微创脊柱外科远程手术机器人研发及产业化示范应用-2, 2022/02/01-2025/02/28

19. 皮下电子注射器控制助推装置开发, 2022/04/01-2023/12/31

20. 山东省装备制造领域科技发展战略研究, 2021/09/01-2022/08/01

21. 路缘石自动填缝机研发, 2021/08/19-2022/08/19

22. 变刚度连续体微创手术机器人构型与基于人体组织三维模型的运动控制技术研究, 2019/10/22-2022/09/30

23. 医用口罩气体交换压力差测试仪开发, 2021/08/30-2021/12/31

24. 基于机器视觉的全自动管板焊接系统研发, 2020/07/17-2021/12/31

25. 基于云技术的智能焊接机器人系统关键技术研发及应用-1, 2020/12/22-2023/12/31

26. 面向饰面施工的移动作业型建筑机器人设计理论与关键技术, 2020/12/02-2024/12/31

27. YT-Ⅲ型遥控注射推进装置技术升级项目, 2020/06/25-2022/03/24

28. 面向一体化施工的智能成套工程机械装备技术研发及示范应用, 2019/11/11-2021/12/31

29. 新型变刚度连续体微创手术机器人构型及运动控制技术研究, 2019/07/08-2020/12/31

30. 胃镜手术机器人执行器械关键技术研究, 2019/12/02-2020/03/31

31. 高速工况下滚珠丝杠伺服进给系统位置跟踪与振动抑制并行控制技术研究, 2019/07/08-2020/12/31

32. 智能电视控制系统开发, 2019/01/10-2019/07/10

33. 信通机房自动化巡检关键技术研究, 2019/07/10-2020/06/30

34. 一种基于滚动螺旋传动的高性能电动直线单元研制及其产业化, 2015/08/01-2017/12/31

35. 舰船联合动力多流传动设计理论及面向生命周期的减振技术研究, 2013/08/15-2016/12/31

36. 机电复合行星差动伺服驱传系统及其关键技术研究, 2017/08/17-2021/12/31

37. 航空轻质高速行星齿轮传动动态特性研究, 2015/11/01-2017/12/31

38. 变刚度腹腔镜微创手术机器人开发, 2018/10/15-2019/12/31

39. 智能升降限高架技术改进, 2018/07/01-2019/07/02

40. 机床伺服进给系统摩擦精准建模与补偿技术研究, 2017/07/01-2018/12/31

41. 机床伺服进给系统精细化摩擦建模与补偿技术研究, 2017/08/17-2020/12/31

42. 机床伺服进给系统精细化摩擦建模与补偿技术研究, 国家自然科学基金, 2017/07/27-2020/12/31, 在研

43. 机床伺服进给系统摩擦精准建模与补偿技术研究, 一般纵向, 2017/06/21-2018/12/31, 在研

授课信息

学生信息

招生信息

1.机械工程学院机械设计理论、机械电子工程、机械设计制造及其自动化 2018

2.机械工程学院机械电子工程、机械设计理论、机械设计制造及其自动化 2018

著作成果

5. 基于西门子PLC的机电综合创新实验教程

6. 简明自然科学向导丛书《机械制造》专著

7. 基于西门子PLC的机电综合创新实验教程

8. 简明自然科学向导丛书《机械制造》专著