刘晓初 教授，博士生导师，硕士生导师

单位：广州大学 机械与电气工程学院\智能制造工程研究院

通讯地址：广东省广州市番禺区大学城外环西路230号

邮编：510006

Email: gdliuxiaochu@163.com

1964年8月生，男，汉族，首批“广州学者”特聘教授，博士生导师，广州市优秀专家，广州市“岭南英杰工程”优秀人才，先进制造技术研究院院长，机械制造及自动化学科带头人，南京市领军型科技创业人才，美国马里兰大学访问学者。现任广东省强化研磨高性能微纳加工工程技术研究中心主任、广东省水肥高效太阳能智能灌溉工程技术研究中心主任、广东省太阳能智能灌溉装备科技创新中心主任、广州市金属材料强化研磨高性能加工重点实验室主任、广州市工信委服务机器人及智能装备研究平台负责人。现任中国能源学会副理事长、广东省机械设计与生产工程学会\广东省特种加工学会\广东省摩擦学会副理事长、全国高校制造自动化学会理事、国家滚动轴承产业技术创新联盟常务理事、中国切削刀具协会切削先进技术研究分会委员、中国机械工业教育教学委员会委员、中国仪器仪表学会理事等，以及国家和广东省基金与科技评审专家，广东省技术标准评审专家委员会委员，教育部和全国多省市科技评审专家。

长期致力于轴承设计制造、太阳能智能节水灌溉、机器人技术等，主持及主研国家自然科学基金项目3项(其中重点1项)、国家重点研发计划项目课题1项、国家863计划课题1项、国家科技支撑计划子项目1项、国家农业科技成果转化资金项目1项及广东省部产学研重点项目等40多项科研项目。发表学术论文160多篇，其中SCI、EI收录论文70多篇，出版著作2部，申请和获授权国家专利90多件(发明40余件)。获广东省农业技术推广一等奖、广东省科技进步奖等国家和省部奖5项。讲授机械制造工艺等课程，被评为广州大学最受欢迎老师。

教育背景：

1984年毕业于洛阳工学院(现河南科技大学)机械制造及自动化专业(轴承方向)获工学学士学位

1996年华南理工大学读硕士研究生

2004年获南粤优秀研究生

2005年毕业于华南理工大学机械制造及自动化专业毕业，获工学博士学位

工作经历：

1984.7-1992.7中国人民解放军驻洛阳轴承厂，军代表、工程师

1992.7-1992.10机械工业部洛阳轴承研究所工程师

1992.10-1995.2广东省中山市轴承总厂车间主任

1995.2-1998.12中山大学孙文学院副教授

1998.12-2006.7电子科技大学中山学院教授

2006.7-至今 教授\博导，历任广州大学信息与机电学院、机械与电气工程学院副院长、筹备组组长，现任广东省强化研磨高性能微纳加工工程技术研究中心/广东省水肥高效利用及太阳能智能灌溉工程技术研究中心/广东省太阳能智能灌溉装备科技创新中心/广州市金属材料强化研磨高性能加工重点实验室 主任

研究方向及学术兴趣

刘晓初教授在科研过程中以机械工程学科研究前沿和以国家战略应用需求为导向，原创性、独创性构建了强化研磨微纳加工、氮气射流硬态切削、预应力硬态切削、富氮无心强化研磨、富氮水基超精加工、超高速离心磨削、挤压-非圆加工、轴承游隙动态控制、干深-时域流控等绿色设计与制造方法及理论；发现强化研磨常温下机械化学效应可氮、硼等元素的可渗透性以及表面可获得减摩织构与纳米强化；发明轴承等核心零部件、太阳能智能/自动灌溉器、自更新抗钝化传感器材料、弧型外圆工件等设计与制造方法及装备等，研发了世界上第一台强化研磨机和太阳能自动灌溉器，是我国最早提出双列角接触球轴承、外凹内凸直线轴承、太阳能智能灌溉装备设计制造学者，修正了轴承额定静载荷计算公式；从设计制造原理创新到理论构建，到工艺创新，到新装备研发，到产业化应用，攻克了精度失效、高温耐腐、抗磨延寿、节水节能、增效等难题，颠覆了传统切削液用油、液加工制造模式和含水率控制灌溉的农业生产模式，实现了从无到有系统创新，打破西方技术封锁，引领支撑我国机器人、高铁、航天航空等高性能核心零部件（含轴承）制造业和节水农业，产生了显著效益和突出贡献及重要影响。目前学术方向及其研究成果主要集中在以下几个方面：

（1）强化研磨高性能设计与微纳制造新技术：开展金属材料及高端装备关键核心零部件强化绿色设计与制造研究，目前该研究方向已建成广东省强化研磨高性能微纳加工工程技术研究中心、广州市金属材料强化研磨高性能加工重点实验室。该领域面向金属材料尤其是工业机器人等高端装备核心零部件，采用刘晓初教授原创性提出的基于强化研磨新原理新技术，针对关键核心零部件高精度、高速度、高承载、高可靠性等“四高”要求，开展创新性研究，提供了重要的理论依据和技术支撑，推动我国和广东省工业机器人产业的发展，首创并成功地研发了数控强化研磨机和轴承强化研磨设备，实现材料及零部件接触表层的抗冲击、抗疲劳、抗腐蚀、抗磨损、减摩擦、增强度的微纳加工，已为我国高铁和工业机器人精密减速器轴承自主研发做了重要贡献，有望在机械工程、智能制造等领域中取得十分广阔的应用前景。

（2）滚动轴承现代设计方法及理论与先导制造技术：刘晓初教授最早完整提出双列角接触球轴承、外凹内凸直线球轴承的设计技术和制造方法学者，首次提出了强化研磨高性能微纳加工的新方法，从设计技术到制造方法，到制造工艺到制造装备进行了一系列自主创新，成功研制出首台用于轴承套圈加工的轴承强化研磨机，刘晓初教授提出的“以车代磨硬切削和预应力硬切削”、“超高速离心式无心磨削”、“基于挤压非圆加工”、“强化研磨高性能微纳加工”的抗疲劳制造技术以及“基于理想游隙与精准额定静载荷的轴承”抗疲劳设计技术及方法等多项原创性成果，突破了传统的轴承设计与制造领域范畴，近10余年来在我国轴承行业得到了广泛的推广和应用，取得了巨大的经济效益和突出的社会效益，获得了我国轴承行业以及雒建斌、熊友伦、赵淳生等院士的认可。

（3）清洁生产及绿色智能制造技术：刘晓初教授在我国轴承行业最早提出了预应力硬态干式切削、超高速离心式磨削等绿色加工与生产的拓荒者，也是原创性提出并建立富氮可控强化研磨技术的学者。该方向通过多目标协同工艺与参数优化，采用干式硬车和富氮水基液替代煤油等介质，实现绿色、高效、节材精密加工高性能轴承，成功地研发了世界上第一台轴承强化研磨机，并在轴承、空调机、减速机生产等多家企业得到了应用。目前该研究方向已建成广州市工信委服务机器人及智能装备研究平台，并进入广东省高校创新团队及广州教育系统创新学术团队重点建设行列。

（4）太阳能智能节水灌溉装备及其控制技术：以给水网管和智能灌溉为研究对象，针对农业生产、城市园林与绿化灌溉用水源浪费和能耗大等，围绕着节水、节能和智能控制等问题，运用光机电一体化技术与给排水、农学等学科知识的交叉与融合，提出了干深-时域的智能控制的灌溉方法及理论，研发了太阳能智能灌溉器、同步作业抽水与水处理系统以及水肥一体化灌溉系统等系列产品，解决农业作物节水、节能、优质、高产、减少病虫害等问题。目前该研究方向已经建成广东省水肥高效利用及太阳能智能灌溉工程技术研究中心及广东省太阳能智能灌溉装备科技创新中心，研究成果已在广州市神禹太阳能灌溉设备有限公司、南京神之禹灌溉设备有限公司等多家企业实现了成果转化和产业化，引起了国内外同行专家的瞩目，形成广泛的影响。

近年来主要承担项目：

[1]    基于可控强化研磨加工的工业机器人轴承套圈设计与制造基础研究.国家自然科学基金-联合基金重点项目(U1601204).201701-202012，主持

[2] 太阳能智能节水灌溉器.国家农业科技成果转化资金项目(2013GB2E000363). 201208-201612，主持

[3]  精密机床主轴轴承示范应用及工业试验平台.国家重点研发计划项目课题(2018YFB200152). 201901-202212，主研

[4] 高性能四足仿生机器人原型系统研究课题.国家高技术研究发展计划(863计划). (2011AA040801). 201304-201604，主持

[5] 轻薄轴承超高速离心式无心磨削及表面残余应力形成机理研究.国家自然科学基金面上项目(51275100). 20141-201712，主持

[6] 高速铁路与城市轨道交通车辆轴承关键理论研究与应用-轴承抗疲劳制造技术子课题.国家科技支撑计划项目(2011BAF09B01).201204-201404，主持

[7] 轻薄轴承强化研磨加工表面残余应力形成机理.国家自然科学基金面上项目(50875052). 200901-201112，主持

[8] 工业机器人谐波减速机产业化研发.广东省科技重大专项(2017B020314006). 201701-202012. 校方主持

[9] 太阳能自动节水灌溉关键技术研究.广东省科技计划重点项目(2012A02020 0011). 201205-201510，主持

[10] 广东省联合培养研究生示范基地.广东省教育厅教研基地建设项目(粤教研函[2013] -14号). 201305-201605，主持

[11] 基于可控强化研磨加工的工业机器人轴承套圈设计与制造基础研究.广东省高等学校基础及应用研究重大项目(2016KZDXM037). 201704-202003，主持

[12] 广州市工信委机器人及智能装备研究平台技术改造.广州市工信委机器人及智能装备平台建设项目(穗工信函[2016] 388号). 201604-201804，主持

[13] 高性能汽车轴承强化研磨柔性加工设备研发.广东省部产学研项目(2012B091000069). 201205-201505，主持

[14] 智能全自动齿轮测量系统产业化技术研发.广东省部产学研项目(2011B090400403). 201106-201306，主持

[15] OGTBM系列高精密涂布生产线.广东省部产学研项目(2011B090400436). 201106201306，主持

[16] 基于一种制造新方法的轴承超高速离心式磨床的研发.广州市产学研协同创新重大专项. 20141-201712，主持

[17] 太阳能智能节水灌溉器.南京领军型科技创业人才引进计划项目(2012B02005). 201205-201510，主持

[18] 广东省水肥高效利用及太阳能智能灌溉工程技术研究中心.广东省工程技术研究中心建设项目(粤科函产学研字[2015] -1487号). 201507-201807，主持

[19] 广东省强化研磨高性能微纳加工工程研究中心.广东省工程技术研究中心建设项目(粤科函产学研字[2017] -1649号). 201707-202007，主持

[20] 广东省太阳能智能灌溉装备科技创新中心.广东省现代农业科技创新中心建设项目(粤科函社农字[2017] -1133号). 201707-202007，主持

[21] 高可靠性汽车轴承强化研磨柔性加工设备研发及产业化技术.广东省产学研结合重点项目(2012B091000069). 201206-201505，主持

[22] 新型大功率混合气体LED交通信号灯产业化技术及工程示范.广东省交通厅运输厅科技计划项目(科技2012-04-004). 201209-201412，主持

[23] 基于太阳能自动灌溉的屋顶绿化关键技术研发及工程示范.广东省低碳发展专项资金项目(2012-032).201207-201312，主持

[24] 智能机器人前沿与技术创新.广东省研究生教育创新计划项目(2016SQXX14). 201601-201612，主持

申请及获授权专利：

[1] 轻薄工件和带有孔或凹槽、凹面的弧形外圆工件的磨削成形加工方法[P]. ZL20001192981

[2] 特殊外圆工件外圆磨削成形加工的一种新方法[P]. ZL20001192981

[3] 反馈式自适应抗风喷灌节水喷头[P]. ZL2004100021589

[4] 基于干深-时域控制的智能节水灌溉系统及其方法(实审)[P] 2017102415258

[5] 太阳能智能节水灌溉器及其制造方法(实审)[P] 2017102415277

[6] 一种尾矿石墨材料及其制造方法[P]. ZL201010119097X

[7] 一种镍金属复合材料及其制造方法[P]. ZL2010101013890

[8] 一种车架可升降的机器人行走装置[P]. ZL2011102788608

[9] 一种平面三维沸腾结构及其加工方法[P]. ZL2010102838373

[10] 一种轴承自动上下料装置[P]. ZL2013107291592

[11] 一种带辅助定位的槽轮翻转装置[P]. ZL2015103576845

[12] 一种工作台可上下翻转的表面强化研磨机[P]. ZL2015103553561

[13] 一种机械表面强化研磨加工的方法[P]. ZL2010101013903

[14] 一种耐腐蚀探头[P]. ZL2010101190965

[15] 一种石墨黏结制品及其制造方法[P]. ZL2010101012205

[16] 一种耐腐蚀抗钝化导电材料[P]. ZL2010101013871

[17] 一种机械表面自动强化研磨加工设备[P]. ZL2010102838481

[18] 一种汽车温度调节及预热系统[P]. ZL2013106956141

[19] 智能垃圾桶自动开袋封袋方法及装置[P]. ZL2015100949849

[20] 智能清洁机器人自清洁拖地控制方法及其装置[P]. ZL201110120519X

[21] 一种耐磨合金钢工件表面的强化研磨方法[P]. ZL2014101004175

[22] 一种智能清洁机器人的自动充水控制方法及其装置[P]. ZL2014103731047

[23] 智能垃圾桶自动换袋套袋装置及方法[P]. ZL2014103484410

[24] 智能清洁机器人流水线式拖地装置及方法[P]. ZL2014103806310

[25] 一种轴承强化研磨机[P]. ZL2015104192857

[26] 智能垃圾桶的三维移动压缩控制方法及其装置[P]. ZL2015102631188

[27] 一种回转体工件预应力磨削方法[P]. ZL2015102266945

[28] 一种设计大数据驱动云机器人的方法(实审)[P] 2015102061269

[29] 智能垃圾桶压缩打包方法及装置[P]. ZL2015100671621

[30] 一种大功率电容器散热装置[P]. ZL201010283908X

[31] 一种防盗锁自动报警装置及其报警方法ZL2014106833485[P]

[32] 一种多关节爬行高空清洁机器人[P]. ZL2010105340745

[33] 一种抗风喷灌节水喷头机器人[P]. ZL2010105244945

[34] 一种强化研磨智能加工机器人[P]. ZL2010105244841

[35] 一种双效吸收式汽车空调[P]. ZL2015101816007

[36] AGV用叉钳两用货物存取装置(实审)[P] 201510379484X

[37] 一种轴承外圈自动上下料装置(实审)[P] 2015104192838

[38] 基于物联网的智能垃圾桶信息云管理方法及其装置[P]. ZL2015102622403

[39] AGV用防越位简易易四杆装卸装置(实审)[P] 2015103752052

[40] 一种高精度自动垃圾分类识别装置(实审)[P] 2015104344864

[41] 一种废气过滤装置(实审)[P] 2015105941203

[42] 基于气动肌肉的六自由度仿生机械手臂(实审)[P] 2015104340100

[43] 一种硬币纸币分类整理方法及装置(实审)[P] 2016102991741

[44] 垃圾桶自动打包系统及其使用方法(实审)[P] 2016107398409

[45] 一种垃圾识别分类装置及方法(实审)[P] 2016111652046

[46] 一种高效松土反梯度湿润交替灌溉渗水装置及其设计方法(实审)[P] 201811034788.2

[47] 一种智能灌溉系统及其控制方法(实审)[P] 201910042815.9

[48] 一种用于强化研磨加工的连续循环送料系统(实审)[P] 201910013803.3

[49] 一种氮气流射硬态切削加工装置及切削方法(实审)[P] 201810035259.8

[50] 一种带支架的手机壳[P] ZL201820115761.5

著作出版情况：

[1] AutoCam自动编程系统V10，国家计算机软件著作权，200904

[2] 基于物联网的太阳能精准智能灌溉系统，国家计算机软件著作权，2017SR510304

[3] 基于物联网技术的太阳能电池智能控制巡检平台，国家计算机软件著作权，2017SR510308

[4] 神禹太阳能灌溉设备公司.基于大数据的智能灌溉算法系统，国家计算机软件著作权，2017SR509924

[5] 神禹太阳能灌溉设备公司.基于土壤施肥传感器的数据采集监控软件，国家计算机软件著作权，2017SR510452

[6] 参编《机械设计》教材，北京：高等教育出版社，200809

代表性论文、论著：

[1] Zhongwei Liang, Shaopeng Liao, Yiheng Wen, Xiaochu Liu*, Working Parameter Optimization of Strengthen Waterjet Grinding with the Orthogonal-experiment- design based ANFIS [J]. J. Intell. Manuf., DOI: 10.1007/s10845-016-1285-z, 2016 (SCI 收录, JCR Q1)

[2] Z. W. Liang, X. C. Liu*, B Y. Ye, Y J. Wang. Performance investigation of fitting algorithms in surface micro-topography grinding processes based on multi- dimensional fuzzy relation set [J]. Int. J. Adv. Manuf. Technol.,, 67(7): 2779- 2798, 2013 (SCI 收录, JCR Q2)

[3] Z. W. Liang, S. S. Tan, S. P. Liao, X. C. Liu*. Component Parameter Optimization of Strengthen Waterjet Grinding Slurry with the Orthogonal-experiment-design- based ANFIS [J]. Int. J. Adv. Manuf. Technol., DOI: 10.1007/s00170 -016-9286-9, 2016 (SCI 收录, JCR Q2)

[4] Zhongwei Liang, Xiaochu Liu*, Bangyan Ye. Fuzzy Performance between Surface Fitting and Energy Distribution in Turbulence Runner [J]. Sci. World J., 25(10): Article408949, 2012 (SCI 收录, JCR Q1)

[5] Zhongwei Liang, Shiyin Shan, Xiaochu Liu*, Yiheng Wen, Fuzzy prediction of AWJ turbulence characteristics by using multi-phase flow models [J]. Eng. Appl. Comp. Fluid, 11(1): 225-257, 2017 (SCI 收录, JCR Q2)

[6] Zhongwei Liang, Xiaochu Liu*, Junhui Zhou, Shaopeng Liao, Video Tracking for High-Similarity Drug Tablets based on Reflective Energy Intensity Matrix and Fuzzy Recognition System [J]. Proc IMechE Part H: J Eng. Med., 230(3): 211- 229, 2016 (SCI收录)

[7] Zhongwei Liang, Jianhua Tao, Xiaochu Liu*, Wu Deng. Impact Investigation of Turbulence Image Features on the Computation of Flow Kinetic Energy [J]. Int. J. Simul. Process Model., 7(1/2): 3-15, 2012 (SCI/EI 收录)

[8] Zhongwei Liang, Xiaochu Liu*. Four-Dimensional Fuzzy Relation Investigation in Turbulence Kinetic Energy Distribution Cluster Modeling [J]. Arab. J. Sci. Eng. 39(1): 2339-2351, 2014 (SCI 收录)

[9] 刘晓初*. 精密制造中接触测量系统的送进速度的研究[J]. 机械工程学报, 1999, (02):70-73.

[10] 刘晓初*, 黄运尧. 滚动轴承新的额定静载荷的研究[J]. 中国机械⼯程, 2001, 12(9): 986-990.

[11] 刘晓初*, 陈凡, 赵传. 基于DEFORM-3D 单颗磨粒切削仿真与研究[J]. 机械设计与制造, 2016(10):69-73.

[12] 刘晓初* 何铨鹏, 代东波. 轴承套圈超高速离⼼心磨削预应⼒分析[J]. 轴承, 2015(12):19-24.

[13] 刘传剑, 刘晓初*, 李文雄. 轴承套圈沟道强化研磨加⼯中碰撞数值模拟分析[J]. 轴承, 2010(12):21-24.

[14] Zhongwei Liang, Liang Zhou, Xiaochu Liu*, Xiaogang Wang, Image Tracking for the High- Similarly Drug Tablet based on Light Intensity Reflective-Energy and Artificial Neural Network [J]. Comput. Math. Methods M.. Article ID 304685, 2014 (SCI 收录)

[15] Zhongwei Liang, Xiaochu Liu*, Bangyan Ye, Bihong Xie, Experimental Result Comparisons of Curve Fitting Algorithms on Fluid Path lines Modeling in Strengthen Grinding Flow Field [J]. Exp. Techniques. 40(2): 715-735, 2016 (SCI 收录)

[16] Z. W. Liang, X. C. Liu*, B Y. Ye. Investigation of mutual cross-correlation between integrated chip topography modelling and its image features [J]. Int. J. Comput. Mater. Sci. Surf. Eng., 5(2): 154- 176. 2013 (SCI/EI 收录)

[17] 刘晓初*, 何铨鹏, 龚伟威. 基于MATLAB的研磨喷射装置优化设计[J]. 组合机床与自动化加⼯技术, 2015(8):59-62.

[18] 刘晓初*, 黄骏, 肖苏华. 喷射时间对GCr15 钢轴承套圈表⾯粗糙度的影响[J]. 金属热处理, 2014(7):81-85.

[19] 刘晓初*, 陈凡, 代东波. 基于数理统计模型CBN 砂轮磨削⼒的仿真与试验[J]. ⼯具技术, 2016, 50(4):17-23.

[20] 刘晓初*, 陈志斌, 何铨鹏. 强化研磨加⼯的仿真及试验[J]. 轴承, 2014(7):35-37.

[21] 刘晓初*, 萧金瑞, 张建文. 强化研磨加⼯中喷射时间对钢球磨损的影响[J]. 制造技术与机床, 2015(3):112-114.

[22] 刘晓初*, 陈凡, 张超. 强化研磨磨料料配比试验[J]. ⼯具技术, 2016, 50(7): 27-30.

[23] 刘晓初*,赵传,周文波,单士印,张超,温溢恒. 强化研磨喷射角度对轴承套圈加⼯质量的影响[J]. ⼯具技术,2017,(03):35-38.

[24] 刘晓初*, 何铨鹏, 姬武勋. 新型PCB 自动钻靶装置最优扫描区间研究[J]. 组合机床与自动化加⼯技术, 2015(7):80-82.

[25] 刘晓初*, 陈凡, 何铨鹏. GCr15 轴承钢超高速磨削表⾯粗糙度与烧伤试验分析[J]. 组合机床与自动化加⼯技术, 2016(9):32-34.

[26] 刘晓初*. 滚动轴承径向⼯作游隙的控制[J]. 轴承, 1996(7):2-5.

[27] 刘晓初*, 陈凡, 何铨鹏. 超高速预应⼒磨削实验研究[J]. 组合机床与自动化加⼯技术, 2016(8):30-33.

[28] 刘晓初*, 叶邦彦. 球轴承滑动摩擦系数的研究[J]. 轴承, 2003(8):1-4.

[29] 刘晓初*. 有效过盈量对轴承径向⼯作游隙的影响[J]. 轴承, 1996(11):11-12.

[30] 刘晓初*, 叶邦彦, 赵学智. 绿色制造在轴承制造业中的应⽤研究[J]. 现代制造⼯程, 2004(4): 14-15.

[31] 刘晓初*, 叶邦彦, 赵学智. 轴承套圈的预应⼒硬态切削分析[J]. 现代制造⼯程, 2005(12): 66-68.