专 业：机械设计及理论
导 师：张俊 教授
毕业去向：浙江理工大学机械工程学院
教育及工作背景：
2018年5月至2022年6月 福州大学 机械设计及理论 工学博士学位
2015年9月至2018年5月 安徽工业大学 机械设计及理论专业 工学硕士学位
2016年7月至2017年9月 福州大学机械工程及自动化学院机械设计系 硕士交流
2011年9月至2015年6月 安徽工业大学 车辆工程 工学学士学位
研究方向：
1.并联机构运动学
2.并/混联机床动力学
参与科研项目：
1.福建省科学技术厅, 自然科学基金项目（杰青）, 基于1T2R并联式摆角头的五轴混联数控加工单元设计理论与关键技术研究（2020J06010）,2020-2023，参与
2.福建省科学技术厅, 高校产学合作项目,基于过约束冗余驱动并联模块的混联数控装备研究及产业化（2019H6006）, 2019-2022，参与
3.企业合作（厦门万久科技股份有限公司）,横向合作项目, 高端并混联数控装备研发（00201806）, 2018-2022，参与
4.重庆大学机械传动国家重点实验室开放基金资助项目，冗余驱动并联机构的误差分析与精度设计（SKLMT-ZDKFKT-202003）,2020-2022，参与
5.“闽江学者”特聘教授专项资金项目，面向铝合金结构件加工的三自由度并联摆角头设计理论与关键技术研究（No. 800311），参与
6.“机械制造系统工程”国家重点实验室（西安交大）开放基金，基于并联构型的铝锂合金薄壁结构件增量成形工艺系统执行装置研究（No. sklms2015004），参与
7.上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室开放课题，薄壁构件增量成形工艺实验系统研究（No. 2014002），参与
发表论文：
1. Tang Tengfei, Chi Changcheng, Fang Hanliang, Zhang Jun*. Geometric Error Propagation Model-Based Accuracy Synthesis and Its Application to a 1T2R Parallel Manipulator[J]. Journal of Mechanical Design, 2022, 144(7): 073304.
2.Tang Weimin, Huang Yinkun, Wu Yihuang, Yao Ligang, Pan Ling, Zhang Jun*. Geometry design, meshing analysis and error influences of face-hobbed cycloidal bevel gears with double circular-arc profile for a nutation drive[J]. Mechanism and Machine Theory, 2022, 176: 105001.
3.Tang Tengfei, Fang Hanliang, Song Yaqing, Zhang Jun*. Type synthesis, unified kinematic analysis and prototype validation of a family of Exechon inspired parallel mechanisms for 5-axis hybrid kinematic machine tools[J]. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 2021. 72.
4.Tang Tengfei, Song Yaqing, Fang Hanliang, Zhang Jun*. Chebyshev inclusion function based interval kinetostatic modeling and parameter sensitivity analysis for Exechon-like parallel kinematic machines with parameter uncertainties[J]. Mechanism and Machine Theory, 2021. 157.
5.Tang Tengfei, Fang Hanliang, Zhang Jun*, et al. Hierarchical design, laboratory prototype fabrication and machining tests of a novel 5-axis hybrid serial-parallel kinematic machine tool[J]. Robotics and Computer-integrated Manufacturing, 2020, 64: 101944.
6.Tang Tengfei, Zhang Jun*. Conceptual design and kinetostatic analysis of a modular parallel kinematic machine-based hybrid machine tool for large aeronautic components. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 2019, 57: 1-16.
7.Jiang, Shujia, Chi Changcheng, Fang Hanliang, Tang Tengfei, Zhang Jun*. A minimal-error-model based two-step kinematic calibration methodology for redundantly actuated parallel manipulators: An application to a 3-DOF spindle head[J]. Mechanism and Machine Theory, 2022. 167.
8.Fang Hanliang, Tang Tengfei, He Zhen, Liu Yuanchang, Zhang Jun*. A novel hybrid machine tool integrating a symmetrical redundantly actuated parallel mechanism: Design, kinematics, prototype and experiment[J]. Mechanism and Machine Theory, 2022, 176: 105013.
9.Fang Hanliang, Tang Tengfei, He Zhen, Zhang Jun*. Evaluation on redundancy-induced rigidity enhancement of a parallel manipulator[J]. Journal of Mechanisms and Robotics, 2022, 15(4): 041009.
10.Fang Hanliang, Tang Tengfei, Zhang Jun*, et al. Kinematic analysis and comparison of a 2R1T redundantly actuated parallel manipulator and its non-redundantly actuated forms[J]. Mechanism and Machine Theory, 2019, 142: 103587.
11.张俊,汤腾飞,方汉良.面向大型航空结构件的混联柔性制造系统概念设计与性能评估[J].西安交通大学学报,2019,53(01):1-10.
12.汤腾飞,方汉良,张俊.类Exechon并联机构模块可重构概念设计与运动学分析[J].天津大学学报(自然科学与工程技术版),2019,52(07):733-744.
13.Tang T F, Zhang J. Conceptual design and comparative stiffness analysis of an Exechon-like parallel kinematic machine with lockable spherical joints[J]. International Journal of Advanced Robotic Systems, 2017, 14(4): 1729881417724134
14.汤腾飞, 张俊, 赵艳芹. 类Exechon并联模块弹性静力学建模与分析[J]. 上海交通大学学报, 2017, 51(8):992-999
15. Tang T F, Zhao Y, Zhang J, et al. Conceptual Design and Workspace Analysis of an Exechon-Inspired Parallel Kinematic Machine[M]// Advances in Reconfigurable Mechanisms and Robots II. Springer International Publishing, 2016: 445-453
16. Tang T F, Zhang J, Marco Ceccarelli. Static Performance Analysis of an Exechon-like Parallel Kinematic Machine[M]// Proceedings of ASIAN MMS 2016&CCMMS 2016: 831-843
17. Zhang J, Fang H, Tang T F. Two comprehensive indices–based static performance evaluation for the tripod parallel kinematic machine[J]. Advances in Mechanical Engineering, 2017, 9(11): 1687814017734111
18. Zhang J, Tang T F. A General Kinetostatic Model Based Stiffness Estimation for Tripod Parallel Kinematic Machines with Prismatic Actuators[C]// Fzu-Opu-Ntou Joint Symposium on Advanced Mechanical Science & Technology for Industrial Revolution. Springer, Singapore, 2016:71-84
授权专利：
1.张俊,汤腾飞,詹鹏飞等. 一种2R1T三自由度冗余驱动并联机构及其工作方法[P]. 福建省：CN107838909B,2023-03-14.
2.张俊,汤腾飞,方汉良等. 含过约束少自由度并联模块的混联机床[P]. 福建省：CN211219637U,2020-08-11.
3.张俊,汤腾飞,方汉良等. 含过约束少自由度并联模块的混联机床及运动方法[P]. 福建省：CN110774015A,2020-02-11.
4.张俊,汤腾飞,詹鹏飞等. 一种2R1T三自由度冗余驱动并联机构[P]. 福建：CN207578396U,2018-07-06.
5.张俊,汤腾飞,方汉良. 一种含移动副的可锁定机器人关节[P]. 福建：CN107825457A,2018-03-23.
6.张俊,方汉良,汤腾飞. 2R1T三自由度过约束并联机构[P]. 福建：CN207104903U,2018-03-16.
7.张俊,方汉良,许涛,詹鹏飞,汤腾飞等. 一种低运动质量的空间三自由度并联机构及使用方法[P]. 福建：N109108950B, 2023-06-30.
8.张俊,方汉良,汤腾飞. 含双动平台的对称式冗余驱动并联操作头[P]. 福建省：CN113119072A,2021-07-16.
9.张俊,许涛,方汉良,汤腾飞等. 模块化仿生机械臂[P]. 福建：CN208068261U,2018-11-09.
奖励与证书：
2014年 国家励志奖学金（专业第一）
2015年 安徽工业大学校一等学业奖学金
2015年 第六届研究生科技学术报告会 二等奖
2016年 安徽工业大学校学业奖学金 一等奖
2017年 研究生国家奖学金（专业第一）
2018年 安徽省品学兼优毕业生（专业第一）
2019年 福州大学博士研究生新生奖学金 一等奖
2021年 研究生国家奖学金
2022年 福州大学宝钢奖学金
2022年 福州大学优秀博士学位论文
博士学位论文简介：
新型五轴混联加工单元的静/动态性能评估与多目标优化设计
以并联机构为核心功能模块的五轴混联加工单元，兼具传统机床和机器人在 工作空间、刚度、动态稳定性等方面的优点，被视为复杂结构件高效加工的优势解决方案。本文旨在研发一款新型五轴混联加工单元，并对其进行静/动态性能评估与多目标优化设计。全文工作如下：
首先，提出针对混联加工单元的分层设计策略。通过拓扑综合优选出2UPR-2RPS 并联机构，作为三自由度并联动力头的拓扑构型，再以其集成二自由度导轨，构建出新型五轴混联加工单元。运动学分析表明，新型混联加工单元不存在约束、结构奇异。与现有五轴加工单元相比，其具有更高的五轴任务空间比。运动仿真表明，所提概念设计方案，具有布局合理、结构紧凑的特点。
其次，提出混联加工单元核心并联模块的静刚度性能评估方法。通过建立计及结构柔性与参数不确定性的区间静刚度模型，定义出区间扩张灵敏度指标，并据此揭示区间设计变量对系统静刚度的影响规律。研究表明，末端静刚度对几何参数不确定性极为敏感，其受参数不确定性的影响呈复杂的非线性特点。因此，在混联加工单元的静力学设计阶段，应考虑由区间几何参数引起的刚度性能偏移。而后，提出混联加工单元核心并联模块的动力学性能评估方法。通过建立考虑结构柔性和关节间隙的机构动力学模型，揭示出接触碰撞、正压力和摩擦力等关节效应对系统动力学响应的扰动规律。研究表明，关节间隙不改变系统末端振动位移的变化趋势，但会明显改变振动幅值；结构自重会在末端引起附加线/角位移，故在混联加工单元的动力学设计阶段应予以考虑。
再次，提出一种兼顾大规模优化求解效率与多目标均衡决策的优化方法。通过对混联加工单元核心并联模块进行动力学多目标优化设计与均衡决策，得到其结构参数的多目标均衡最优解。研究表明，基于所提优化方法的设计结果，能有效提升动力学性能并满足运动部件的轻量化需求，且该方法的算力消耗较低，具有良好的工程应用潜力。
最后，搭建一台新型五轴混联加工单元样机，并围绕其开展相关实验研究。动力学性能测试表明，样机的动力学性能达到设计预期，间接证明了所建动力学评估模型的正确性以及多目标优化的合理性。样件切削测试表明，所提混联加工单元拥有良好的五轴联动能力，具备复杂结构件高效加工的潜力；所提多目标优化设计方法，可用于指导铣削工艺参数优选，提升铣削加工效能。论文工作可为新型五轴混联加工单元的设计、制造与应用提供方法支撑，也可为其他类型的并/混联加工装备的研发提供理论参考。