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曹文熬

发布人：陶安东发表时间：2018-09-29点击：次

曹文熬，博士，博士后，副教授，博士生导师, 机械工程系副主任。入选地大学者—青年拔尖人才，入选湖北省青年科技晨光计划，加拿大拉瓦尔大学机器人实验室国家公派访问学者，获教育部自然科学二等奖。

主要从事机器人智能装备的研究工作，主讲本科生课程“机器人技术”，研究生课程“机器人技术与装备前沿”。主持国家自然科学基金面上项目、青年基金、中国博士后基金第10批特别资助和中国博士后基金第58批面上资助，武汉市知识创新专项，企业委托项目4项。在研究领域国内外顶级和著名期刊发表SCI论文20多篇，授权发明专利40余项，授权软件著作权5项，研究领域国际三大顶级期刊ASME Journal of Mechanical Design, ASME Journal of Mechanisms and Robotics, Mechanism and Machine Theory审稿人，主编学术专著1部，国家自然科学基金通信评专家。

联系方式

邮箱:cwao1986 @163.com  

抖音号：aorobot (有部分可公开的研究成果介绍)

研究方向

（1）工业机器人整机系统：包括机器人本体机构设计，机电一体化控制系统，机器人控制算法，伺服控制系统，运动学与动力学控制，轨迹平滑控制, 基于Qt, C#, Python和Halcon的机器人运动视觉控制系统开发，人机协作与刚柔耦合设计,人工智能，机器视觉，装配和分拣场景的深度学习、智能感知与柔顺控制，手眼协同智能抓取、分拣、操作，装配。

（2）航天可折展装备设计：面向国家重大需求的大型卫星可折展天线、太空伸展臂、合成径向雷达天线等的设计与性能优化，展开动力学控制及工程应用。

（3）特种机器人系统研制：自然腔道多自由度手术机器人，连续体机器人，仿人机械臂，仿生机器人，外骨骼机器人、变刚度机器人等的开发设计。  

 

典型应用场景

招生及指导学生情况：

在院长团队专门负责机器人整机系统的研究设计，已独立研制出多种高端机器人完整系统。课题组的特色是理论与实践有机结合，每个学生都会参与先进机器人设计、实物制作、系统构建、先进算法、运动控制、机器视觉、深度学习等机器人一整套系统的完整学习。

每年招收博士生1人，硕士生4人。欢迎勤奋踏实、对机器人智能自动化技术感兴趣的学生加入课题组。研究生课题主要集中在机器人智能自动化系统设计（包含本体结构设计，控制系统软硬件设计，先进控制算法，机器视觉，深度学习，智能感知与柔顺控制，机器人手眼协同智能抓取、分拣、操作等）。可到抖音号（aorobot）了解部分可公开的研究成果展示。

学生就业去向：就业很热门，都去了高新技术企业和科研院所，或继续深造读博。

指导本科生：

蔡彦璞：新型五轴串并联机床运动学及曲面加工仿真.2016, 湖北省优秀学士论文

王泽宇：3-PRRU并联主轴头运动学反解分析与结构设计.2018,中国地质大学（武汉）优秀学士论文.

魏彦峰：基于平面5R含复铰机构的写字机器人设计与研究.2019,中国地质大学（武汉）优秀学士论文.

张青：基于ROS的UR协作机器人的平滑轨迹规划. 2022，中国地质大学（武汉）优秀学士论文.

指导研究生(目前在读14人，协助指导博士生2人，每年招收博士生1人，硕士生4人)：

杨栋皓，航天可折展天线构型创新设计与性能分析,获研究生国家奖学金， 2019年中国地质大学（武汉）优秀硕士论文。

已发表论文 ：

  1. Cao Wen-ao, Cheng Peng, Design and kinematic analysis of a novel deployable antenna mechanism for synthetic aperture radar satellites, ASME Journal of Mechanical Design, 2022, 144(11): 114502(SCI, 研究领域顶级期刊)

  2. Zhaoran, Meng, Cao Wen-ao*, Huafeng Ding. A new six degree-of-freedom parallel robot with three limbs for high-speed operations, Mechanism and Machine Theory, 2022, 173: 104875(SCI, 研究领域顶级期刊)

  3. Cao Wen-ao, Sheng Xi, Ding Huafeng. Design and kinematics of a novel double-ring truss deployable antenna mechanism, ASME Journal of Mechanical Design, 2021, 143:124502 (SCI, 研究领域顶级期刊)

  4. Peng Cheng, Huafeng Ding, Cao Wen-ao*, Clément Gosselin , Mingchao Geng. A novel family of umbrella-shaped deployable mechanisms constructed by multi-layer and multi-loop spatial linkage units. Mechanism and Machine Theory, 2021,169: 104169. (SCI, 研究领域顶级期刊)

  5. Cao Wen-ao, Jing Ziqing, Ding Huafeng. A general method for kinematics analysis of two-layer and two-loop deployable linkages with coupling chains. Mechanism and Machine Theory, 2020. 152:103945 (SCI, 研究领域顶级期刊)

  6. Cao Wen-ao, Zhang De, Ding Huafeng. A novel two-layer and two-loop deployable linkage with accurate vertical straight-line motion, ASME Journal of Mechanical Design, 2020, 142(10): 103301 (SCI, 研究领域顶级期刊)

  7. Cao Wen-ao, Xu Shi-jie, Rao Kun, Ding Tengfei. Kinematic design of a novel two degree-of-freedom parallel mechanism for minimally invasive surgery. ASME Journal of Mechanical Design, 2019, 141(10): 104501(SCI, 研究领域顶级期刊)

  8. Cao Wen-ao, Ding Huafeng, Zhu Weiguo. Stiffness modeling of overconstrained parallel mechanisms under considering gravity and external payloads. Mechanism and Machine Theory, 2019,135: 1-16 (SCI, 研究领域顶级期刊)

  9. Cao Wen-ao, Yang Donghao, Ding Huafeng. Topological structural design of umbrella-shaped deployable mechanisms based on new spatial closed-loop linkage units. ASME Journal of Mechanical Design, 2018, 140(6): 062302. (SCI, 研究领域顶级期刊)

  10. Cao Wen-ao, Yang Donghao, Ding Huafeng. A New Family of Deployable Mechanisms Derived From Two-Layer and Two-Loop Spatial Linkages With Five Revolute Pair Coupling Chains. ASME Journal of Mechanisms and Robotics, 2017,9(6): 061016. (SCI, 研究领域顶级期刊)

  11. Cao Wen-ao, Ding Huafeng, Yang Donghao. A method for compliance modeling of five degree-of- freedom overconstrained parallel robotic mechanisms with 3T2R output motion. ASME Journal of Mechanisms and Robotics, 2017, 9(1):011011. (SCI, 研究领域顶级期刊)

  12. Cao Wen-ao, Ding Huafeng. A method for solving all joint reactions of 3R2T parallel mechanisms with complicated structures and multiple redundant constraints. Mechanism and machine Theory, 2018, 121:718-730  (SCI, 研究领域顶级期刊)

  13. Cao Wen-ao, Yang Donghao, Ding Huafeng. A method for stiffness analysis of overconstrained parallel robotic mechanisms with Scara motion. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 2018,49:426-35. (SCI，研究领域著名期刊)

  14. Cao Wen-ao, Ding Huafeng. A method for stiffness modeling of 3R2T overconstrained parallel robotic mechanisms based on screw theory and strain energy. Precision Engineering, 2018, 51:10-29. (SCI，研究领域著名期刊)

  15. Cao Wen-ao, Ding Hufeng, Chen Ziming, Zhao Shipei. Mobility analysis and structural synthesis of a class of spatial mechanisms with coupling chains. Robotica, 2016, 34: 2467-85. (SCI，研究领域著名期刊)

  16. Cao Wen-ao, Ding Huafeng, Chen Ziming, Ziming. New Structural Representation and Digital-Analysis Platform for Symmetrical Parallel Mechanisms. International Journal of Advanced Robotoc Systems, 2013,10:1-10. (SCI，研究领域著名期刊)

  17. Ding Huafeng, Cao Wen-ao, Cai Changwang, Kecskemethy, A.. Computer-Aided Structural Synthesis of 5-Dof Parallel Mechanisms and the Establishment of Kinematic Structure Databases. Mechanism and Machine Theory, 2015, 83: 14-30. (SCI, 研究领域顶级期刊)

  18. Ding Huafeng, Cao Wen-ao, Andrs Kecskeméthy, Huang Zhen. Complete Atlas Database of 2-DOF Kinematic Chains and Creative Design of Mechanisms. ASME Journal of Mechanical Design, 2012, 134(3): 31006. (SCI, 研究领域顶级期刊)

  19. Ding Huafeng, Cao wen-ao, Chen Ziming, Kecskemethy, A.. Structural Synthesis of Two-Layer and Two-Loop Spatial Mechanisms with Coupling Chains. Mechanism and Machine Theory, 2015, 92: 289-313. (SCI, 研究领域顶级期刊)

  20. Chen Ziming; Cao, Wen-ao; Ding, Huafeng; Huang, Zhen. Continuous motion of a novel 3-CRC symmetrical parallel mechanism. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, 2016, 230(3): 392-405. (SCI，研究领域著名期刊)

  21. 曹文熬, 丁华锋, 陈子明, 黄真. 两层两环空间耦合链机构自由度分析原理. 机械工程学报, 2016:116-26. (EI)

  22. 杨栋皓, 曹文熬*，丁华锋. 基于新型两层两环连杆的一族伞状可展机构的构型综合， 机械工程学报, 2019 (EI)

  23. Chen, Ziming; Cao, Wen-ao; Huang, Zhen. Kinematics analysis of a new 3-DOF rotational parallel mechanism. Proceedings of the ASME Design Engineering Technical Conference, 2012, pp: 573-578. (EI)

  24. Chen, Ziming; Cao, Wen-ao; Huang, Zhen. Type synthesis of 3-DOF rotational parallel mechanisms with no intersecting axes. Proceedings of the ASME Design Engineering Technical Conference, 2012, pp:565-572. (EI)

  25. Chen, Ziming; Ding, Huafeng; Cao, Wen-ao; Huang, Zhen. Axodes analysis of the multi DOF parallel mechanisms and parasitic motion. Proceedings of the ASME Design Engineering Technical Conference , 2013, IDETC/CIE. (EI)

  26. 陈子明, 黄真, 曹文熬. 空间少自由度并联机构瞬时螺旋运动轴线曲面的几何表示方法. 燕山大学学报, 2012, 36(2): 113-118

科研项目

  1. 国家自然科学基金面上项目 (No. 51875538)，2019.01-2022.12，60万，主持。

  2. 国家自然科学基金青年基金（No.51505438), 2016.01-2018.12，21万，主持。

  3. 中国博士后基金第10批博士后特别资助项目（No.2017T100590)，2017.09-2019.12，15万，主持。

  4. 武汉市知识创新专项，2022.06-2024.12，20万，主持。

  5. 企业委托，刚柔耦合多自由度手术机器人研制，2022.10-2024.06，58万，主持。

  6. 企业委托，大型装配生产线自动化改造方案设计，2022.05-2023.12，22.5万，主持。

  7. 中国地质大学大学生领航计划：面向3C装配的高速高精度六自由度并联机器人研制，2022.05-2024.12，10万，指导老师。

  8. 企业委托，面向隧道探测的全方位自动定位装置研制，2021.12-2023.12，主持。

  9. 湖北省青年科技晨光计划, 2019.12-2021.6，主持。

  10. 中国博士后基金第58批博士后科学基金面上项目 (No. 2015M582302), 2016.01-2018.12，，主持。

  11. 江苏省先进制造技术重点实验室开放基金 (HGAMTL-1604). 2016.12-2018.12，主持。

  12. 中央高校中基本科研业务新青年基金（CUG160825）. 2016.01-2017.12，主持。

  13. 全方位自动测量装置开发，企业委托，2021.11-2022.06，主持

    获奖情况

    2022年教育部自然科学二等奖

    2019年校优秀学士论文指导教师

    2019年校优秀硕士论文指导教师

    2018年校优秀学士论文指导教师

    2022年校优秀学士论文指导教师

    2022年校优秀实习指导教师

    2019年学院优秀党员

    2021年学院优秀党务工作者

    2022年学院优秀党员

    2017年中国地质大学（武汉）校优秀班主任

    2017年校知识产权保护与技术转移先进个人

    2017年省优秀学士论文指导教师

    2014年博士研究生国家奖学金

    2012年博士研究生国家奖学金

    部分发明专利 （以第1发明人申报发明专利30余项）

1. 曹文熬,徐世杰，饶坤.一种具有高偏转能力的微创手术机器人，发明专利，专利号：201711450659.7.授权日期：2020/05/01

2. 曹文熬,丁华锋，等. 一种三自由度重载平动搬运机器人机构. 发明专利, 专利号:  ZL201510856198.8, 授权日期：2017/02/01

3. 曹文熬, 丁华锋，等 一种平动与转动解耦的六自由度重载机器人机构. 发明专利,专利号：ZL201510853375.7, 授权日期：2017/02/01

4. 曹文熬,丁华锋，等. 一种六自由度重载调平机器人机构. 发明专利, 专利号:  ZL201510853381.2, 授权日期：2017/05/10

5. 曹文熬,等. 一种五轴联动串并联机床，发明专利, 专利号: ZL201610514751.4, 授权日期：2018/05/10

6. 曹文熬,等. 一种六自由度串并联装配机器人，发明专利, 专利号：ZL201710865007.3，授权日期：2019/12/17

7. 曹文熬,等一种含耦合支链的闭环连杆单元及基于此的伞状可展机构, 发明专利, 专利号：ZL201710114228.7, 授权日期：2019/12/17