陈晓哲,男,1986年9月生,工学博士,副教授,博士生导师、硕士生导师。
联系方式
电子邮件:chenxiaozhe@neuq.edu.cn
办公地点:科技楼2023室
研究方向
本课题组近年来依托多项国家级、省部级科研项目及企业合作课题等,围绕特种机器人、智能装备与先进结构设计开展基础理论与工程应用研究。
方向一:特种爬壁/管道巡检机器人技术
这类特种机器人面向复杂结构表面的移动作业需求,在船舶、桥梁、风电塔筒、石化管道等领域具有重要应用价值。
主要研究问题:
(1) 变曲率自适应磁吸附模块优化与壁面过渡及越障控制;
(2) 狭小空间微型爬壁机器人驱动设计与管内通过性分析;
(3) 面向复杂环境的爬壁/管道机器人多源感知与自主导航定位;
(4) 基于深度学习的管道裂纹、腐蚀等缺陷智能识别与评估。
方向二:移动平台超长机械臂智能感知与精准操作
移动平台超长机械臂通过雷达在线建模生成点云坐标,引导机械臂完成目标探测与精准操作任务,在港口自动化、矿山无人化、大型仓储等场景中具有重要应用价值。
主要研究问题:
(1) 雷达点云在线建模与目标定位方法;
(2) 移动基座定位误差与车-臂耦合扰动抑制;
(3) 超长臂刚柔耦合动力学建模与高精度控制;
(4) 移动平台-机械臂系统自主作业规划与避障。
方向三:下肢外骨骼的智能控制与人机交互
下肢外骨骼穿戴于人体下肢,为行走、负重、康复训练及登山助力等提供辅助,在康复医疗、工业助力和户外登山等场景中具有重要应用价值。
主要研究问题:
(1) 人机耦合系统动力学建模与变阻抗安全交互控制;
(2) 基于模型预测控制的外骨骼柔顺助力策略;
(3) 复杂地形下的步态识别与个性化步态规划方法;
(4) 结构-驱动-控制协同的系统级轻量化设计。
方向四:力学超材料与可编程智能结构设计
力学超材料通过人工微结构设计实现自然材料不具备的超常力学性能,在振动能量俘获与自供能传感、汽车NVH控制、航空航天结构减振、冲击防护与缓冲吸能等领域具有重要应用价值。
主要研究问题:
(1) 可编程应力-应变曲线的逆向设计方法;
(2) 基于智能材料的可重构超材料与力学响应快速切换;
(3) 准零刚度超材料单元设计与低频隔振性能优化;
(4) 面向振动能量俘获的超材料设计与自供能系统集成。
方向五:设备状态监测与故障诊断
本方向面向能源电力、轨道交通、智能制造等行业关键装备的安全可靠运行需求,围绕旋转机械、传动系统、动力设备及流程装备,研究复杂工况下的状态感知、故障机理、智能诊断与预测性维护的基础理论与方法,在提升装备可靠性、保障连续生产与运行安全方面具有重要应用价值。
主要研究问题:
(1) 复杂工况下多源异构信号融合与微弱故障特征提取方法;
(2) 复合故障的解耦与层次化诊断建模方法;
(3) 小样本、跨工况、跨设备的智能故障诊断与迁移学习方法;
(4) 基于大模型与知识推理的少样本故障诊断方法。
报考说明:各方向均设置多个子课题,学生入学后可根据兴趣和基础灵活选择。欢迎有志于前沿机器人技术与智能结构研究的优秀学子报考。
教育背景
2017.04 获东北大学机械设计及理论专业工学博士学位。
工作履历
2017.5-至今,东北大学秦皇岛分校,讲师、副教授,硕士生导师、博士生导师;
2022.11-2023.11,奥克兰大学(新西兰),国家公派访问学者。
学术兼职
中国机械工程学会高级会员,中国振动工程学会高级会员,振动利用专业委员会理事,国家自然科学基金通讯评审专家,全国研究生教育评估监测专家库专家、本科毕业论文抽检评审专家,河北省科技特派员及燕赵英才(A卡),JSV、MSSP、ND等国际期刊审稿人。
科研情况
主持国家自然科学基金、河北省自然科学基金、教育部中央高校基本科研业务费、教育部重点实验室开放课题及校企合作项目等课题。
【主持的在研项目】
1.双质体给料机槽体结构动力学特性研究;
2.粮食筒仓专用爬壁清洁机器人关键技术研究;
3.基于大模型的PLC智能编程Agent研发
4.散粮清仓机多工况协同智能防堵控制系统开发;
5.铁路敞车冻煤清理定向激振机构关键技术开发。
奖励与荣誉
获河北省优秀硕士学位论文指导教师1次;东北大学秦皇岛分校优秀本科毕业设计指导教师4次、创新创业教育优秀指导教师2次、教学成果奖二等奖1项、教学创新大赛二等奖1项、一流本科课程1门;指导本科生获全国大学生机械产品数字化设计大赛二等奖4项、三等奖1项,河北省大学生机械创新设计大赛特等奖1项、一等奖1项,河北省大学生工程训练综合能力竞赛一等奖1项。
学术成果
发表学术论文40余篇,其中以第一作者发表SCI论文20篇(其中近3年10篇)、EI论文7篇;授权发明专利3项、软件著作权16项。
【2026年代表作论文】
1. An integrated lever-QZS system for enhanced ultra-low-frequency electromagnetic energy harvesting. Nonlinear Dynamics, 2026.【SCI】
2. Sommerfeld effect of non-ideal double-body vibration system driven by AC motor. Journal of Sound and Vibration, 2026.【SCI】
3. Multimode synchronization in a complex vibrating system: interactions between four rotors and three coupled frames. Journal of Sound and Vibration, 2026.【SCI】
讲授课程情况
【本科】理论力学,单片机原理,机电传动。
【硕士】机械工程动力学分析与实践。
指导研究生情况
目前在读研究生10人。每年计划招收硕士研究生3~4名。毕业生具备扎实的机电系统基础,就业质量高。
实验室条件
课题组实验条件完备,已购置高频振动实验台、拉压试验机、信号采集与分析系统、3D打印机、PLC及嵌入式开发板等设备,以及机器人、机械臂、激光雷达、深度相机等实验平台;科研经费充足。课题组与港口、中车及多家大型企业保持长期项目合作,课题来源稳定、需求明确,学生可依托合作单位提供的实际作业场景、现场数据与试验条件开展课题研究。