陶永

副教授

副教授  博士生导师   硕士生导师 

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所在单位:机械工程及自动化学院

学历:博士研究生

在职信息:在职

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个人简介

河北新乐人,工学博士,副教授,博士研究生导师,2009年毕业于北京航空航天大学机械电子工程专业,获工学博士学位。

现为机械工业服务机器人重点实验室主任,中国机械工程学会机器人分会专家委委员、全国机器人标准化技术委员会(SAC/TC591)委员、中国电子学会嵌入式系统与机器人分会专家委员会专家、中国计算机学会智能机器人专业委员会专家委员、中国通信学会工业互联网委员会委员、中国机电一体化技术应用协会标准化工作委员会专家委员、《制造业自动化》青年编委会主任委员

    主讲课程:

主讲课程为《微机原理与嵌入式技术》、《嵌入式系统》、《实时嵌入式系统设计》。参与申请与开展北航MOOC研究生课程“机电一体化系统设计与实践”,并主编《机器人学及其应用---导论》、《智能机器人创新热点与趋势》、《协作机器人技术及应用》;指导研究生的开题报告、硕士毕业论文,并在航空制造机器人机械臂的数字化设计、仿真优化,工业机器人工艺应用集成开发平台,基于视觉的航空制造机器人智能抓取、人机协作机器人运动规划与环境建模,基于多传感器的航空制造焊接机器人、机器人磨削抛光工作站的智能控制等方面对博士、硕士生进行课题研究指导。

    主要研究工作概述

主要从事航空智能制造、智能制造机器人控制与集成、工业机器人工艺应用集成开发、航空发展战略等领域研究。研制了具有自主知识产权的搬运工业机器人数字化设计平台、发动机配件打磨/去毛刺工业机器人工作站、人机协作机器人“感知-决策”智能控制方法、智能康复机器人系统等。在期刊和国际会议上发表论文80余篇,其中SCI收录30余篇,EI/ISTP收录30余篇,申请国家发明专利30余项,已授权16项。出版专著3本《机器人学及其应用---导论》、《智能机器人创新热点与趋势》、《协作机器人技术及应用》。参加编写《嵌入式系统设计与实例开发——基于ARM微处理器与μC/OSⅡ实时操作系统(第3版)》、《嵌入式系统原理与应用——基于XScale与Linux等教材。

作为项目第一负责人/首席科学家正在开展国家机器人重点研发计划“工业机器人工艺应用程序集成开发平台”重大项目攻关,研究机器人典型工艺应用与规划、智能学习与优化技术;作为项目负责人正在开展国家自然科学基金面上项目“面向航空领域人机协同装配的移动双臂操作机器人安全控制方法”研究,牵头开展移动双臂机器人人机交互柔顺控制与安全性等研究。作为项目第一负责人完成了科技部863计划重点项目“工业机器人数字化设计平台”、国家自然科学基金青年基金项目“具有生物体肌肉特性的可变刚度弹性驱动机械臂”;并先后参加了国家支撑计划“工程机械大型关键结构件智能焊接生产线”、工信部智能制造新模式应用项目“中医药产品智能制造新模式应用” 、北京市科委“物流机器人成套系统关键技术研发与整线集成” 重点课等重大项目研究,在航空制造机器人先进控制技术与集成应用研究方面,参与研制了具有自主知识产权的搬运机器人样机及嵌入式控制器,并在自动化生产线、发动机缸盖生产线进行测试和应用;研制了面向飞机机身对接装配的柔性轨道钻孔机器人,并在飞机装配制造企业进行测试。

教育经历

[1] 1998.9-2002.7
重庆大学 | 机械工程 | 大学本科(简称“大学”) | 学士 | 本科学习
[2] 2002.9-2005.7
重庆大学 | 机械工程 | 硕士 | 硕士
[3] 2005.9-2009.7
北京航空航天大学 | 机械电子工程 | 博士研究生毕业 | 博士学位 | 博士研究生

工作经历

[1] 2011.9-2022.12
 北京航空航天大学 
[2] 2009.9-2011.8
 北京航空航天大学 

研究方向

[1]人机协作智能机器人“感知与决策”控制: 针对智能制造(航空装配与检测过程)中的抓取分拣任务,结合机器视觉和机器人控制,基于视觉的机器人智能抓取自学习的理论研究,构建了UR机器人视觉引导抓取系统的实验平台,进行实验验证;在人机共融场景中,研究人机协作机器人的运动规划与环境感知技术。
[2]智能制造机器人集成应用、嵌入式机电控制与柔性装配制造: 围绕航空智能制造机器人、嵌入式机电控制与飞发动机柔性装配制造的需求,针对我国机器人正向设计能力缺乏等问题,作为项目技术负责人搭建我国具有自主知识产权的“工业机器人数字化设计开发平台”,开展了总体方案的论证、设计平台架构设计、功能模块划分,形成了工业机器人需求分析及设计流程分析报告,并对典型搬运码垛工业机器人的运动学仿真、动力学优化与求解器等关键技术开展攻关,面向优化工业机器人的正向动态设计,整理了搬运机器人的现代设计流程、规格定义,构建了搬运机器人机械本体的参数库、核心部件选型参数库、运动路径规划/仿真库
[3]面向航空复杂产品的数字化设计制造一体化: 包含“具有生物体肌肉特性的可变刚度弹性驱动机械臂”,面向机器人/机械臂与人类互动接触时的安全性设计与控制实现,保证机器人操作的安全性,通过机器人弹性驱动器中的弹性元件可在有限的范围内弹性形变,像生物体的肌肉一样吸收、储存并再次利用能量,在一定程度上消除机械震荡和减轻损伤,研究基于力和位移的综合运动控制实现机械臂的柔顺作业。

社会兼职

[1]2023.10-至今
中国机械工业联合会 智能制造分会 副秘书长
[2]2021.5-至今
全国机器人标准化技术委员会(SAC/TC591)委员
[3]2016.9-2023.12
中国机械工程学会机器人分会专家委委员