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智能制造装备与技术全国重点实验室
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赵欢
教授
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huanzhao@hust.edu.cn
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个人介绍
赵欢，男，教授、博士生导师，研究方向为机器人加工与操作。教育部青年长江学者（2019年）、湖北省杰青（2020年）、华中科技大学优秀共产党员、优秀党务工作者、十佳青年教工，上银优秀机械博士论文银奖、上海市优秀博士论文奖获得者。 2006年7月毕业于吉林大学机械科学与工程学院，获学士学位（排名：1/509），免推至上海交通大学硕博连读（导师：丁汉院士）；2013年9月毕业于上海交通大学机械与动力工程学院，获博士学位，并至华中科技大学作博士后（合作导师：熊有伦院士、丁汉院士）；2015年11月于911制品厂麻花博士后出站，留校工作。 立德树人方面，获评国家级教学成果二等奖、湖北省高等学校教学成果一等奖、华中科技大学教学质量优秀奖一等奖、校教学竞赛一等奖、校优秀共产党员、校优秀党务工作者、校我最喜爱的教师班主任。参与撰写的教材《机器人学：建模、控制与视觉》获得全国优秀教材一等奖、第五届中国出版政府奖、湖北省第四届出版政府奖，主编出版科普教材《智能制造之旅》，主讲的《机械设计》被评为国家级一流本科课程，主讲的《机器人学》入选教育部首批虚拟教研室建设试点课程。指导iRobotCNC团队本科生获得“校优秀本科毕业设计论文”3次，指导研究生获得2020年IROS会议云机器人挑战赛全球冠军（1/59）、2018和2019年世界机器人大会共融机器人挑战赛双臂协作组2届冠军、2021年第七届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛湖北省赛金奖/全国总决赛银奖、2019年第一届和2020年第二届中国研究生机器人创新设计大赛二等奖2次、IEEE ARM 2018国际会议论文最佳学生论文、ICIRA国际会议最佳论文Finalist等奖励。担任智能制造装备与技术国家重点实验室（原数字制造装备与技术国家重点实验室）党支部书记，党支部入选为“全国首批党建工作样板支部”。 科学研究方面，研究方向为机器人加工与操作。在国内外学术期刊或者国际会议发表论文110余篇，SCI收录50余篇，被引1800余次，授权国家发明专利76项（3次成果转让）。先后主持国家自然科学基金3项（重大项目课题、重大研发计划培育项目、青年基金项目各1项）、国家重点研发计划课题/子任务各1项、军委装备发展部预研共用技术课题1项、武汉市“卡脖子”技术重大专项课题1项、湖北省自然科学基金重点项目（杰青）1项，以及航天五院分院、航天八院公司项目等，作为骨干参与国家自然科学基金基础科学中心项目（机器人化智能制造）、重点项目（大型复杂零件机器人加工理论与技术）、重大国际合作项目等。获2022年机械工业科学技术奖技术发明特等奖（3/30）、2018年江苏省科学技术一等奖（8/11）、2014年上银优秀机械工程博士论文奖银奖、2015年上海市优秀博士论文、2019年机械工程学报第三届高影响力论文奖、中国科协第六届优秀论文、NSR最佳论文奖。担任智能制造装备与技术国家重点实验室副主任、中国机械工程学会机器人分会副总干事、全国机器人标准化技术委员会委员、IJIRA专辑客座编辑、《制造技术与机床》青年编委等学术职务。
研究方向
机器人加工与操作
开设课程
本科生课程：《机械设计理论与方法（二）》（国家级一流本科课程） 《机器人学》
科研项目
承担的教改项目： (1) 教育部2020年产学合作协同育人项目, 教学内容和课程体系改革, 202002148011, 工业机器人虚拟仿真实验, 2021-01至2022-12, 在研, 结题 (2) 湖北省高等学校省级教学研究项目, 面向拔尖创新人才培养的机器人学教学团队建设, 2021-11至2023-9, 在研, 主持 (3) 华中科技大学教学研究项目, 面向拔尖创新人才培养的机器人学教学团队建设, 2021-11至2023-11, 在研, 主持 承担的科研项目： (1) 国家自然科学基金委员会, 重大项目课题, 52090054, 热塑性复合材料大型构件机器人小余量去除机理与高精度装配, 2021-01至2025-12, 在研, 主持 (2) 国家科学技术部, “网络协同制造和智能工厂” 国家重点研发计划课题, 2020YFB1712501, 面向航空航天重大产物制造场景的人工智能平台构建技术, 2021-01至2023-10, 在研, 主持 (3) 湖北省自然科学基金, 重点项目（杰出青年人才项目）, 2020CFA077, 大型复杂曲面机器人加工模仿学习和自主决策, 2020-03至2023-03, 在研, 主持 (4) 武汉市科技重大专项, “卡脖子”技术攻关项目, 2021022002023426, 三维影像导航手术机器人整机系统研发, 2021.09-2024.08, 课题3, 在研, 主持 (5) 中国空间技术研究院西安分院, 公司项目, 空间柔性智能检修机械臂, 2022.08-2023.08, 在研, 主持 (6) 上海宇航系统工程研究所, 公司项目, 基于盲搜索的空间机器人精准装配方法及验证, 2022.11-2023.11, 在研, 主持 (7) 国家自然科学基金委员会, 重大研究计划培育项目, 91748114, 面向顺应性加工的机器人自主学习、自主编程和自律跟踪, 2018-01至2020-12, 结题, 主持 (8) 国家科学技术部, “智能机器人”国家重点研发计划子任务, 2017YFB1303401, 高铁白车身机器人作业共性关键技术研发与应用, 2017-12至2020-11, 结题, 主持 (9) 国家自然科学基金委员会, 重点项目, 51535004, 大型复杂零件机器人加工理论与技术, 2016-01至2020-12, 结题, 参加（排名4） (10) 国家自然科学基金委员会, 青年基金项目, 51405175, 五轴数控机床的大曲率轮廓跟踪精密高带宽控制技术研究, 2015-01至2017-12, 结题, 主持 (11) 中国博士后科学基金会, 特别资助, 2015T80789, 燃气轮机叶片进排气边机器人磨抛动力学行为规律与控制, 2015-01至2016-12, 结题, 主持 (12) 中国博士后科学基金会, 面上资助, 2014M562013, 复杂叶片机器人磨抛的力反馈主动阻尼控制技术研究, 2014-09至2015-09, 结题, 主持
论文专着与专利
参与编撰著作： (1) 熊有伦、李文龙、陈文斌、杨华、丁烨、赵欢、李益群, 杨吉祥. 《机器人学：建模、控制与视觉》. 华中科技大学出版社. 2020. 代表性论文： (1) Yang Lin, Huan Zhao*, Han Ding. Real-time path correction of industrial robots in machining of large-scale components based on model and data hybrid drive. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing 2023, 79: 102447. (2) Yan X, Zhao H*, Shen Y, et al. Material removal mechanism and penetration depth modeling of CF/PEEK composites under nano-scratching[J]. Composites Science and Technology, 2022: 109566. (3) Tan C , Zhao H*, Ding H . Statistical initialization of intrinsic K-means clustering on homogeneous manifolds[J]. Applied Intelligence, 2022:1-20. (4) Tan C , Zhao H*, Ding H . Identification of dynamic parameters of closed-chain industrial robots considering motor couplings[J]. Computers & Electrical Engineering, 2022, 99:107740. (5) Chao Tan, Huan Zhao*, Han Ding. Non-redundant inertial parameters determination for dynamic identification of branched articulated robots. Ind. Robot 2022,49(6): 1229-1241. (6) Li X F, Zhao H*, Ding H. Logarithmic observation of feature depth for image-based visual servoing. IEEE Transactions on Automation Science and Engineering, 2021, DOI: 10.1109/TASE.2021.3125698. (7) Zhao H*, Li X F, Ge K D, et al. A Contour Error Definition, Estimation Approach and Control Structure for Six-dimensional Robotic Machining Tasks. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 2022, 73: 102235. (8) Li Z, Wang H, Zhao H*, et al. Force impact suppression of contact transition state in robot grinding and polishing[J]. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, 2022: 09544062211073085. (9) Zhao H, Tang Minjie*, Ding Han. HoPPF: A novel local surface descriptor for 3D object recognition, Pattern Recognition, 2020, 103: 107272. (10) Lin Y, Zhao H*, Ding H. External Force Estimation for Industrial Robots with Flexible Joints. IEEE Robotics and Automation Letters, 2020, 5(2): 1311-1318. (11) Zhao H, Yu Xi, Li Xiangfei*. Ding Han; Weighted sum of vector norms based contouring control method for five-axis CNC machine tools, Precision Engineering, 2019, 60: 93-103. (12) Chen F, Zhao H*, Li D, et al. Contact force control and vibration suppression in robotic polishing with a smart end effector. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 2019, 57: 391-403. (13) Liang X , Zhao H*, Xiangfei L I, et al. Force tracking impedance control with unknown environment via an iterative learning algorithm[J]. Science China Information Sciences, 2019, 62(05):1-3. (14) Li X F, Zhao H*, Zhao X, et al. Interpolation-based contour error estimation and component-based contouring control for five-axis CNC machine tools. Science China Technological Sciences, 2018: 1-13. (15) Lin Y, Zhao H*, Ding H. Spindle configuration analysis and optimization considering the deformation in robotic machining applications. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 2018, 54: 83-95. (16) Fan Chen, Zhao H*, Dingwei Li, Lin Chen, Chao Tan, Han Ding, Robotic grinding of a blisk with two degrees of freedom contact force control. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2018:1-14. (17) Lin Y, Zhao H*, Ding H. Posture optimization methodology of 6R industrial robots for machining using performance evaluation indexes. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 2017, 48: 59-72. (18) Li X, Zhao H*, Zhao X, et al. Contouring compensation control based on high accuracy contour error estimation for multi-axis motion systems. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2017, 93(5-8): 2263-2273. (19) Zhao X, Zhao H*, Li X, et al. Path smoothing for five-axis machine tools using dual quaternion approximation with dominant points. International Journal of Precision Engineering and Manufacturing, 2017, 18(5): 711-720. (20) Li X, Zhao H*, Zhao X, et al. Dual sliding mode contouring control with high accuracy contour error estimation for five-axis CNC machine tools. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2016, 108: 74-82. (21) Zhao H; Zhu Limin*; Ding Han; Cross-coupled controller design for triaxial motion systems based on second-order contour error estimation, Science China Technological Sciences, 2015, 58(7): 1209-1217. (22) Zhao H, Zhu L M*, Ding H. Cross-coupled controller design for triaxial motion systems based on second-order contour error estimation. Science China Technological Sciences, 2015, 58(7): 1209-1217. (23) Zhao H, Lu Y A, Zhu L M*, et al. Look-ahead interpolation of short line segments using B-spline curve fitting of dominant points. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture, 2015, 229(7): 1131-1143. (24) Zhao H, Zhu L*, Xiong Z, et al. Development of FPGA based NURBS interpolator and motion controller with multiprocessor technique. Chinese Journal of Mechanical Engineering, 2013, 26(5): 940-947. (25) Zhao H, Zhu L M*, Ding H. A real-time look-ahead interpolation methodology with curvature-continuous B-spline transition scheme for CNC machining of short line segments. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2013, 65: 88-98. (26) Zhao H, Zhu L M*, Ding H. A parametric interpolator with minimal feed fluctuation for CNC machine tools using arc-length compensation and feedback correction. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2013, 75: 1-8. (27) Chen F, Zhao H*, Ding H. Eddy Current Damper Design for Vibration Suppression in Robotic Milling Process[C]//2018 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA). IEEE, 2018: 799-804. (28) Li X, Zhao H*, Ding H. Real-Time Feature Depth Estimation for Image-Based Visual ServOing[C]//2018 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS). IEEE, 2018: 7314-7320. (29) 赵欢*,葛东升,罗来臻,尹业灿,丁汉.大型构件自动化柔性对接装配技术综述[J].机械工程学报, 2022. (30) 李振, 赵欢*, 王辉, 等. 机器人磨抛加工接触稳态自适应力跟踪研究[J]. 机械工程学报, 2022, 58(9): 200-209. (31) 赵欢*, 姜宗民, 丁汉. 航空发动机叶片叶缘随形磨抛刀路规划[J]. 航空学报, 2021, 42(10): 256-266. (32) 罗来臻， 赵欢*， 王辉， 李祥飞， 丁汉. 复杂曲面机器人磨抛位姿优化与刀路规划[J]. 机械工程学报, 2022,58(03): 284-294. (33) 巫晓康, 赵欢*, 唐敏杰, 等. 面向动作识别的旋转投影变换关节特征骨架描述[J]. 机械工程学报, 2021, 57(5): 19-30. (34) 葛科迪, 赵欢*, 陈鹏飞, 丁汉. 面向复杂曲面加工的虚拟夹具辅助机器人示教编程研究[J]. 中国机械工程, 2021, 32(14): 1716-1725. (35) 唐敏杰, 赵欢*, 丁汉. 二进制点云局部特征描述子研究[J]. 机械工程学报, 2021, 57(2): 219-229. (36) 喻曦, 赵欢*, 李祥飞, 等. 基于双深度神经网络的轮廓误差补偿策略研究[J]. 机械工程学报, 2020, 55(3): 130-137. (37) 赵欢*, 张永红, 丁汉. 五轴线性刀路的转接光顺及轨迹生成算法[J]. 机械工程学报, 2018, 3: 015. (38) 李祥飞, 赵欢*, 赵鑫, 等. 面向伺服动态特性匹配的轮廓误差补偿控制研究[J]. 机械工程学报, 2017, 53(1): 150-156. (39) 林阳, 赵欢*, 丁汉. 基于多种群遗传算法的一般机器人逆运动学求解[J]. 机械工程学报, 2017 (03): 1-8. (40) 赵欢, 朱利民*, 丁汉. 基于高精度轮廓误差估计的交叉耦合控制[J]. 机械工程学报, 2014, 50(3): 158-164.
荣誉获奖
科研奖励： (1) 赵欢(3/30); 大型复杂曲面机器人加工关键技术及应用, 2022年度机械工业科学技术奖, 技术发明特等奖. (丁汉; 严思杰; 赵欢; 陶波; 彭超义; 李文龙; 陈巍; 张海洋; 郑志伟; 叶松涛; 徐小虎; 张小俭; 杨吉祥; 张刚; 马利军; 陈凡; 王金吕; 张志毅; 冯学斌; 张家军; 浦栋麟; 岳晶; 吴龙; 赵兴炜; 龚泽宇; 李祥飞; 褚尧; 林阳; 王立成; 杨泽源). (2) 赵欢(8/11); 两机叶片高效智能加工关键技术研发与应用, 2018年度江苏省科学技术奖, 省部一等奖. (丁汉; 严思杰; 王金吕; 代星; 张小俭; 朱大虎; 张小明; 赵欢; 腾树新; 张家军; 钱经纬). (3) 赵欢*(2/3); 基于多种群遗传算法的一般机器人逆运动学求解, 中国机械工程学会、《机械工程学报》编辑部, 《机械工程学报》第三届高影响力论文奖、中国科协第六届优秀论文奖, 2019、2021. (林阳; 赵欢*; 丁汉). (4) 赵欢(1/1); 刀具路径G2连续实时光顺与高精度轮廓控制研究, 上海市教育委员会、上海市学位委员会, 上海市研究生优秀成果（学位论文）, 2016 (赵欢). (5) 赵欢(1/1); 刀具路径G2连续实时光顺与高精度轮廓控制研究, 上银科技股份有限公司、中国机械工程学会, 上银优秀机械博士论文奖银奖, 2014 (赵欢). (6) Zhao Huan*(2/4); Force tracking impedance control with unknown environment via an iterative learning algorithm, IEEE Systems, Man, and Cybernetics Society、IEEE Robotics & Automation Society, Best Student Paper Award, 国际学术奖, 2018 (Liang Xiuquan; Zhao H*; Li Xiangfei; Ding Han). 教学奖励： (1) 赵欢(6/8); 2021全国优秀教材（高等教育类）奖一等奖, 获奖项目“《机器人学：建模、控制与视觉》（第2版） 华中科技大学出版社”，获奖人：熊有伦, 李文龙, 陈文斌, 杨华, 丁烨, 赵欢, 李益群, 杨吉祥. (2) 赵欢(6/8); 2021 年第五届中国出版政府奖，获奖项目“《机器人学：建模、控制与视觉》（第2版） 华中科技大学出版社”，获奖人：熊有伦, 李文龙, 陈文斌, 杨华, 丁烨, 赵欢, 李益群, 杨吉祥. (3) 赵欢(6/8); 2020 年第四届湖北省出版政府奖，获奖项目“《机器人学：建模、控制与视觉》（第2版） 华中科技大学出版社”，获奖人：熊有伦, 李文龙, 陈文斌, 杨华, 丁烨, 赵欢, 李益群, 杨吉祥. (4) 赵欢(6/8); 2022年湖北省高等学校教学成果一等奖，获奖项目“校-院-企协同”机械工程研究生“六位一体”培养体系创新与实践，获奖人：许剑锋, 高亮, 史铁林, 何岭松, 张芬, 赵欢, 崔炳凤, 张建国 (5) 2022年, 华中科技大学, “我最喜爱的教师班主任”、“校优秀教师班主任”. (6) 2021年, 华中科技大学, 教学质量优秀奖一等奖. (7) 2019年, 华中科技大学, “十佳青年教工”. (8) 2017、2018年, 华中科技大学, “校优秀教师班主任”. (9) 2017年, 华中科技大学, 校教学竞赛一等奖. (10) 2021年, 第七届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛全国总决赛银奖、湖北省赛金奖, 获奖人：赵欢（指导老师）, 丁汉（指导老师）, 李祥飞, 周浩源, 罗来臻, 柯帅, 何震, 王辉, 陈丁, 文祥, 李振, 梁秀权等. (11) 2020年IROS云机器人桌面整理挑战赛全球冠军（1/59）, 获奖人：赵欢（指导老师）, 郭吉阳, 刘东, 王辉, 尹业灿, 葛东升. (12) 2019年世界机器人大赛-共融机器人挑战赛双臂协作机器人组一等奖, 获奖人：赵欢（指导老师）, 葛东升, 唐敏杰, 葛科迪, 郭吉阳, 闫鑫, 巫晓康, 杨彬榕. (13) 2018年世界机器人大赛-共融机器人挑战赛双臂协作机器人组一等奖, 获奖人：赵欢（指导老师）, 葛东升, 陈茜, 唐敏杰, 陈鹏飞, 丁圣澜, 赵鑫. (14) 2020年第二届全国研究生机器人创新设计大赛二等奖, 获奖人：赵欢（指导老师）, 李振, 谢钱龙, 王辉、周浩源, 罗来臻. (15) 2019年第一届中国研究生机器人创新设计大赛二等奖, 获奖人：赵欢（指导老师）, 文祥, 陈鹏飞, 刘东, 周子良, 郭吉阳.
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