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何清华

长期在工程装备与控制领域从事基础研究与实用开发，特别在现代凿岩设备、大型桩工机械和小型工程机械的研究与成果产业化方面有特长。

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姓名：何清华
目前身份：
担任导师情况：
学位：
学术头衔：

博士生导师
职称：-
学科领域：

机械制造自动化
研究兴趣：长期在工程装备与控制领域从事基础研究与实用开发，特别在现代凿岩设备、大型桩工机械和小型工程机械的研究与成果产业化方面有特长。

个人简介

　何清华，男，1946年3月生，籍贯岳阳。1983年获中南大学硕士学位，现为该校首席教授，博士生导师，中南大学工程装备设计与控制系主任、中南大学智能机械研究所所长、中国工程机械学会常务理事及矿山机械分会副理事长、中国工程机械工业协会常务理事、中国有色金属学会冶金机械学会副主任委员、民盟湖南省委副主委、省政协常委，全国政协委员，享受国务院特殊津贴，荣获湖南省最高科技奖“2007年度湖南省科学技术杰出贡献奖”。
　　长期在工程装备与控制领域从事基础研究与实用开发，特别在现代凿岩设备、大型桩工机械和小型工程机械的研究与成果产业化方面有特长。先后承担省部级以上科研项目16项，其中国家级项目7项，包括“863”项目4项；16项成果获省部级鉴定。其中，国家科技进步二等奖1项、国家发明三等奖1项、省科技进步一等奖2项；获得专利百余项；出版自成体系的专著2部；发表论文250多篇。

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2009-04-05

【期刊论文】两臂隧道凿岩机器人孔序动态规划

何清华，周友行，谢习华

同济大学学报，1001，29（9）：1009～1012，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

隧道凿岩机器人是一种典型的基于个体的多臂多关节机器人系统，对各关节运动方向进行取值（同向为1，异向为0）并对其进行一定的处理，以建立遗传算法的适应度函数在应用遗传算法规划单臂凿岩机器人工作任务的基础上。对单臂任务序列运用一种循环移位的方法，对单臂工作序列采取截取，移位使两臂凿岩机器人不存在彼此互相干涉的工作任务。同时能动态地调整两臂均能共同工作到的区间内任务来平衡各臂的工作任务，以实现最大的工作效率。

凿岩机器人，遗传算法，动态规划

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2009-04-05

【期刊论文】双三角钻臂及其液压系统的建模与参数估计

何清华，李力争，周宏兵

中南工业大学学报，2001，32（5）：519～522，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

双三角钻臂具有结构紧凑、运行平稳、凿岩无盲区等优点，被凿岩机器人所采用。为了控制钻臂，对轨迹进行跟踪和精确定位，要求建立钻臂及其液压系统的数学模型，然而，该系统十分复杂，具有非线性和快时变的特点，要建立其精确的模型很困难，也没有必要。作者从液压系统的流量方程、连续性方程和力平衡方程入手，对双三角钻臂及其液压驱动系统机理建模。在建模过程中，忽略一些对模型精度影响不大的次要因素，获得了系统的简化模型。通过对钻臂的结构和受力进行分析，导出了模型中的参数、液压缸负载力的估算公式和估算方法，为实现钻臂的轨迹跟踪和精确定位控制打下了基础。

双三角钻臂，凿岩机器人，建模

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2009-04-05

【期刊论文】凿岩机械手任务规划中遗传算法的适应度函数

何清华，周友行，黄志雄，邓伯禄

中国工业大学学报，2002，33（1）：74～78，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

多关节凿岩机械手在工作时，完成的是一个在一定工作面上随机的钻孔孔序任务，其孔序规划相当复杂。作者运用遗传算法规划其钻孔任务序列，通过判断多关节钻臂上每1个关节的运动方向在彼此相邻的3个钻孔位置上的变化趋势，用数值0表示某一关节运动方向变化趋势在相邻3个钻孔上不一致，数值1表示一致，并根据具体工作情况对描述值进行修正。在此基础上设计了一个基于关节水平来规划凿岩机械手随机钻孔序的适应度函数，从而使整个钻孔序规划算法简单，收敛速度快，能寻求较优的钻孔孔序。此方法对于完成其他类型的关节型机械手的钻孔任务和轨迹规划也具有借鉴意义。

凿岩机械手，遗传算法，任务规划，适应度函数

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2009-04-05

【期刊论文】两相泵的汽蚀性能和吸泥高度

何清华，徐海良，周友行

中国工业大学学报，2002，33（4）：409～411，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

从固液两相流管中流动的伯努利方程，推导出固液两相流泵的汽蚀基本方程及其装置汽蚀余量和泵的汽蚀余量的理论表达式；在两相流不发生汽蚀时，推导出两相流泵的理论吸泥高度。研究结果表明：随着两相流泵输送两相流中的固体颗粒体积分数φ和两相流的密度ρm增加，两相流泵的装置汽蚀余量减少，泵的汽蚀余量增加，两相流泵容易发生汽蚀破坏。

固-液两相流泵，汽蚀余量，汽蚀方程

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2009-04-05

【期刊论文】富钴结壳微地形建模及分析*

何清华，何志强

矿业研究与开发，2003，23（5）：4～7，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

简述了海底富钴结壳的分布特征，把富钴结壳微地形简化为一系列圆锥表面，从数学的角度及采矿车采矿头的角度对富钴结壳的微地形进行了分析。认为以采矿头开采富钴结壳，其实就是再现富钴结壳层的下表面或基岩表面，因此可将其看作是数学上的曲面拟合问题。其次，从采矿头的角度提出了“伪突起”的概念，且找出了“伪突起”的大小与结壳厚度及要求的矿石贫化率之间的关系。本文的微地形建模及其分析对海底采矿车行走机构、采矿头的设计及富钴结壳厚度的检测等有一定的参考价值。

富钴结壳，微地形，建模，曲面拟合，伪突起，矿石贫化率

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2009-04-05

【期刊论文】多关节凿岩机械手快速定位方法

何清华，周友行，徐海良，邹湘伏

中南工业大学学报，2001，32（6）：622～627，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

凿岩机器人在工作时，完成的任务是随机的，它每1只机械手具有6个转动关节和3个移动关节。在定位时，其运动学逆运算过程相当复杂，为满足实时控制的需要，必须实现快速逆运算。作者在分析凿岩机器人钻臂结构的基础上，利用钻臂的双三角支架的空间平移性能，根据各关节变化所引起的钻臂端部位姿的变化，综合机器人学中运动学知识，建立一个专家系统，采用拟人化的方案——“先定点，再定位姿”，解决凿岩臂的快速定位问题，以实现描述各关节位置的变量的快速逆运算。根据实际工作情况，首先使钻臂的端点与目标定位点重合，求解出相应的关节运动变量的值，然后把凿岩机械手看作闭链机构，再选择相应的运动关节确定钻臂的空间位置，从而简化了计算的难度，可快速、精确地求解机械手的各关节变量值。

机械手，凿岩机器人，钻臂，运动学方程

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2009-04-05

【期刊论文】混凝土泵车结构动强度试验研究

何清华，张大庆，吕彭民，郝鹏

振动与冲击，2005，24（3）：111～113，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

以某公司生产的水泥混凝土泵车为研究对象，对其进行了多工况的动应力测试，通过数据分析，得到各个工况的动应力变化范围和工作频率，通过与对应工况的液压系统实验结果相比较，找到了该泵车动应力较大的主要原因，并给出了最佳的液压系统流量。本研究结果可为厂家进行产品改进提供参考。

混凝土泵车,，结构强度试验,，频率

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2009-04-05

【期刊论文】液压挖掘机铲斗的轨迹跟踪控制

何清华，张大庆，郝鹏，郭勇

吉林大学学报（工学版）：2005，35（5）：490～494，-0001，（）：

-1年11月30日

摘要

为了降低液压挖掘机进行精整作业时的手动操作难度，对某型液压挖掘机的工作装置进行了二自由度的动力学分析，建立了其动力学方程；通过测试试验，给出了控制阀死区补偿方法，PID参数设置方法和数值；并在上述参数下进行了仿真实验。结果表明，当铲斗末端跟踪的设定水平直线长度为2500mm，铲斗水平跟踪速度为107mm/s时，其精度可以控制在120mm之内，达到一般熟练工人的程度，证明了该控制方案是可行的。

工程机械，液压挖掘机，动力学，轨迹跟踪， PID控制，试验研究