發布時間：2023-03-08 15:28:04
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們為您精選了8篇的機器人技術論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發，請盡情閱讀。
（一）學校與企業的“微”距離學校與企業間的“微”距離可通過遠程技術來實現。現代遠程教學是基于計算機網絡而展開的，主要采用多種媒體技術進行集成交互和通信聯系的教學方式。企業與學校要充分發揮遠程教育師生分離、非面對面組織教學的特點，突破空間與時間的界限，使學生可以隨時隨地學習，使教師可以隨時隨地傳授知識。可以說，適時地運用現代遠程教學可以更為便捷地完成校企間的聯合教學，也節約學校和企業的人力、物力資源。
（二）企業的“新”活力多媒體技術的交互性特點可以激發設計人才的創新思維，為企業輸入“新血液”。現代的人機交互界面已經從傳統的命令行式的交互向多通道、多感官式交互方向發展。交互式的教學方式在信息傳播者和受眾間能實時交換信息，從而激起設計人才學習的主動性，提高設計人才的想象力、創造力，激發他們的創新設計思維。創新設計思維正是推動企業發展的不竭動力。
（三）人才“真”體驗設計人才利用模擬教學方式實現教學過程的“真”體驗。模擬教學創造出貼近學習內容的實踐環境，讓學習者在有情境、情緒的具象背景下學習。藝術設計教學具有抽象性特征，模擬教學法能化抽象為具象，更好地表達教學內容。利用模擬教學的方法可以實現設計人才從學校到企業的自然過渡，解決學校藝術設計教學日益脫離實踐的問題。
（四）校企間實時交流校企間通過視頻會議進行“實時”交流。視頻會議系統是通過視、音頻和多媒體通信技術實現的、支持人們遠距離進行實時信息交流與共享、開展協同工作的應用系統。視頻會議能讓信息交流、思想表達更直觀。通過視頻會議系統可以實現校企間設計人才與專業老師、企業技術人員之間的實時互動，讓校企雙方有溝通信息、協調關系、保持平衡的橋梁和紐帶。
二、在校企合作基地中，推動多媒體技術創新
在校企合作基地場所，校企雙方為實現在校所學與企業實踐的有機結合，學校實驗室研究成果和企業的設備、技術實現優勢互補，共同發展。如何在校企合作培養設計人才的同時，推動多媒體技術創新成為一個值得深思的問題。
（一）基地建設中人才的多重定位在實行校企合作中，設計人才的多元化培養是基地建設的主要方向。設計人才在校所學的理論知識在企業中得到實踐，實現產學結合，提高設計人才的就業競爭力。設計人才使用媒體技術可提升設計工作效率，新媒體技術的強大功能，更為設計提供便捷的手段。設計人才在媒體技術的幫助下不斷進步的同時，也推動基地建設中媒體技術的創新：一方面，隨著媒體技術的不斷發展，它的產生已經不再只屬于編程人員的工作了，要建立一個符合受眾心理審美需求、符合人機工學、便于操作的媒體界面，需要基地在媒體建設上培養掌握設計理論、動畫流程的設計人才。另一方面，設計人才本身就是媒體技術的受眾，通過使用才知道媒體技術的優缺點，同時也知道自己真正需要怎樣的媒體技術來為自己更好地服務，從而在多元化人才定位培養中促進基地多媒體技術創新。
（二）多媒體技術完善產學研基地的建立通過校企合作建立產學研基地，不僅加強科研技術交流，也為學院的設計人才提供專業的實驗基地。在基地里，雙方可以就能夠提高學院科研水平和企業自身的硬件、軟件進行建設，而媒體技術就是其中之一。如2010年，中國科技大學與中科院聲學研究所聯合共建的“新媒體技術創新人才培養基地”，旨在合作培養交叉學科的本科生、研究生，并為本科生、研究生和科研人員提供網絡新媒體技術與業務試驗、測試環境，培養具備產學研用綜合創新能力的復合型科技人才。
三、結語
(一)增加企業經營成本的風險
技術創新人才的離職會加大中小企業的經營成本。技術創新人才離職后使企業關鍵崗位工作停滯，為維持正常的生產經營活動企業需招聘新員工來填補因老員工的離職而產生的職位空缺。企業要重新招聘、培訓員工，在新員工的招聘過程中會產生一定的招聘成本;新員工從被錄用到正式上崗工作，這期間企業還要花費相應的培訓費用。當員工在中小企業工作一定年限、在本企業能夠獨當一面、為本企業創造新價值，從而真正成為本企業的技術創新人才時，其離職又會增加企業的離職成本。
(二)泄露企業核心技術、經驗和商業機密的風險
技術創新人才通常都掌握著企業的關鍵技術、工作過程中形成的經驗或商業機密，這些都是企業核心競爭力的構成部分，是企業在競爭中獲得優勢的保證，也是企業長期積累的結果。技術創新人才的流失會隨之帶走企業的核心競爭力，這對中小企業的危害是極大的。因為技術創新人才的流失基本上都是發生在同行業的，他們或者自己創業，或者流向同行業競爭對手，這將增強競爭對手的實力，影響原企業的持續發展，減弱其核心競爭力，甚至致使企業走向衰亡。
(三)影響團隊向心力、凝聚力的風險
中小企業的技術創新工作一般都是通過團隊協作的方式進行的，只有團隊中的每個人都充分發揮其聰明才干，企業的目標才能得以實現。因此，團隊中技術創新人才的流失，一方面會影響團隊的向心力、凝聚力，使團隊的工作進程減慢，工作效率下降;另一方面還會影響在職員工的情緒，使得在職員工人心渙散，工作積極性下降，甚至引發整個企業技術創新人才的流失。
(四)引發企業信任危機的風險
員工不僅代表自身形象，在某種意義上說也代表企業形象，技術創新人才的流失會使企業的外部形象受損。因為技術創新人才的流失會引發外界對該企業的種種猜想，他們會認為員工在企業不能得到良好的發展、企業的經營狀況較差或是管理水平不高，等等;同時，技術創新人才的流失還會使投資商、客戶對中小企業產生不良印象，進而流失一部分投資商和客戶。
二、中小企業技術創新人才管理風險的成因
(一)社會層面
1．地區經濟發展水平。
目前，我國地區間經濟發展不平衡的現象比較嚴重，東南沿海和一些大中城市經濟發展較快，而西部地區和一些小城市經濟發展相對較慢。經濟發達地區能提供較多的發展機會、較高的薪酬待遇且用人機制比較靈活，引發一些經濟欠發達地區的技術創新人才為了獲得更多的發展機會以及更好的薪酬待遇向經濟發達地區流動。
2．技術創新人才的供需。
隨著我國經濟的快速發展，中小企業數量逐年增加，規模不斷壯大，每年中小企業數量都保持7%～8%的增長率。截至2013年，我國中小企業總數已超過5651萬家，占全部企業數量的99．8%，①這必然會加大對技術創新人才的需求數量。目前，技術創新人才處于“賣方”市場，許多中小企業人才短缺現象比較嚴重，無形中增加了他們的市場要價能力，使得他們在企業間有很大的選擇空間。一些人為了獲得更好的發展，可能會從中小企業流向大型企業或者外資企業。
3．相關的政策及法律制度。
“雙向選擇”的就業觀念，即用人單位自主選擇所用員工、員工自主選擇就業單位，為技術創新人才的流動提供了客觀條件。有些在發展機會、薪酬待遇等方面處于相對劣勢的創新人才為了使個人利益最大化往往會另謀高就，但目前國家對技術創新人才的流失以及流失對中小企業造成的利益損失并沒有一套健全的政策、法律制度來約束。
(二)企業層面
1．技術創新人才管理制度。
與大企業相比較，中小企業生產規模小，員工人數少，資金擁有量小，組織結構簡單，一般沒有專門的機構或主管領導進行人才管理。即使有相關的人才管理部門，也多對技術創新人才管理風險沒有引起足夠的重視，管理水平低，暫未形成一套科學合理的管理制度，人才管理工作在組織、人力、制度上得不到有效的支撐和保障。許多中小企業在管理上還存在著權責不清、決策專斷、管理者身兼數職的現象;有的甚至還是家族式管理模式，不重視人才管理體制建設，對人才的使用不能做到人盡其用。
2．企業文化建設。
企業文化是中小企業吸引、留住技術創新人才的內在因素，然而很多中小企業在發展過程中由于各種條件的限制，往往忽視或不重視自身文化建設，員工對企業缺乏認同感，導致員工個人價值觀念和企業經營理念不相匹配。還有些中小企業的企業文化定位不清，層次結構不合理，內容過于簡單，這種舊的企業文化未能與技術創新人才所需的以人為本、尊重人、關心人的良好文化氛圍相協調，這也是導致人才流失的一個原因。
3．薪酬和福利水平。
薪酬、福利能滿足人們的物質需求，且從某種意義上說也是個人價值和經濟地位的一種體現。中小企業資金實力較弱，很難為技術創新人才提供豐厚的薪資，當與同行業的其他人相比會存在收入差距較大的現象時，就會導致中小企業技術創新人才心理失衡。同時，中小企業福利制度不完善，福利水平低，在失業、醫療、養老、公積金等勞動保障方面投入較少，這就加大了技術創新人才的不平衡感，因而一旦有企業愿意提供更高的工資、更好的福利待遇，他們就會另謀高就。
4．管理者的管理風險意識。
首先，很多中小企業人才風險管理體制不健全，管理者人才管理風險意識淡薄，沒有人才管理風險的經驗，缺乏人才流失的危機感。其次，一些中小企業技術創新人才儲備量少。管理者不注重對技術創新人才“接班人”的培養，當技術創新人才外流時企業的關鍵人才便會銜接不上。
5．企業發展前景。
相關調查結果顯示，技術創新人才在選擇就業單位時所考慮的因素中企業的發展前景最為重要，占樣本總量的38%，說明員工是愿意與企業共同發展的。如果企業具有良好的發展前景，發展目標明確，企業發展壯大會給員工提供更廣闊的發展空間，并且企業注重將這些信息傳遞給員工，便可起到激勵、穩定員工的作用。與大型企業相比，中小企業在技術、資金擁有量、人才質量、市場環境等方面處于劣勢。一些中小企業在面對激烈的市場競爭或經營困難、決策失誤時，會使員工對企業的發展前景感到一片渺茫，進而產生離職的想法。
(三)個人層面
1．工作現狀滿意度。
技術創新人才對目前工作狀況的滿意度主要包括:對工作環境的滿意度、對工資水平的滿意度、對期望與能力是否匹配的滿意度、對工作挑戰性的滿意度、對工作與生活是否平衡的滿意度、對個人發展的滿意度、對工作中人際關系的滿意度等，這些都是可能導致技術創新人才管理風險發生的因素。當技術創新人才對當前工作現狀有較高滿意度時，能提高團隊成員的協同合作能力，調動員工工作積極性，他們將會以飽滿的熱情、積極的態度完成本職工作，并為企業創造更多的價值;反之，當他們對目前工作狀況有較低滿意度時，工作起來就會消極怠工，缺乏積極性和主動性。
2．職業發展。
一般情況下，每個員工都會為自己設計職業生涯規劃。員工在企業工作一段時間后，如果企業能夠提供良好的發展空間和就業機會，員工的個人目標能夠得以實現，他們就會愿意在本企業中繼續努力工作;反之則會離職。一些技術創新人才認為在中小企業中很難實現他們的職業生涯規劃，因為中小企業對自身的發展計劃沒有明確的定位，同時不注重技術創新人才的職業發展，因此他們就會把流動看成是實現自我職業發展的一條途徑。
3．忠誠度。
相關調查顯示，企業發展前景是影響員工忠誠度的最重要因素之一，回收的有效問卷中有76%的被調查者認為影響員工忠誠度的因素是企業的發展前景。由此可見，員工比較看重企業的發展前景，并希望自己能與企業共同發展，實現共贏。一旦中小企業的發展出現問題，技術創新人才對企業的認同感便會下降，認為在企業中得不到盡可能多的支持和更好的自我實現的機會，這時他們會選擇離開原來工作的企業。
4．家庭因素。
家庭因素也是影響技術創新人才流動的原因之一。如果家庭對技術創新人才工作的依賴度較高，說明其是家庭的主要經濟來源，所承擔的家庭責任也較大。技術創新人才的人生目標應包括家庭目標、生活目標和財務目標，不要一味地把財務目標定得很大而忽視了家庭與生活。另外，家庭因素還包括親人不支持、子女上學或兩地分居等。在這種情況下，他們會傾向于選擇穩定的工作，不會輕易離開就職單位，因為離職時他們要考慮家庭因素。
5．個人結構因素。
有研究表明，年齡與人員流動呈反方向變化的關系，年齡越小流動率越大。這是因為年輕員工家庭負擔小，跳槽時考慮的機會成本小，所以流動率高。隨著年齡的增長，他們更愿意從事穩定的工作，而很多中小企業很難為其提供穩定的工作和相應的福利待遇，這也是技術創新人才流動的原因之一。中小企業的技術創新人才多是具有高學歷、高智商，接受過良好的系統教育，在某一方面擁有企業所需技能的人，當企業所提供的工作崗位、待遇、工作環境等與自己的期望相差甚遠時，他們很容易離開企業。
三、技術創新人才管理風險的規避
(一)加大政府政策支持
法國對增聘科技人員的中小企業給予一定的資金補助;德國對中小企業新聘科技人員的工資給予50%的支持，且在國家預算中撥出一定費用用于科技人員的培訓;日本在京都及其他市區建立中小企業大學，專門為中小企業培訓技術人員;美國在500多所高校為中小企業設立培訓班。可見國外規避中小企業技術創新人才管理風險的主要做法是鼓勵技術創新人才向中小企業流動和幫助中小企業培養所需的技術創新人才。我們應借鑒國外成功經驗，政府應從本國實情出發，制定相應的政策幫助中小企業解決人才困境。首先，可對聘用技術創新人才的中小企業和到中小企業就職的技術創新人才給予一定的補助金;其次，建立健全人才流動的法律法規，完善人才市場、人事制度、保障制度，改變傳統的就業觀念;再次，鼓勵相應的科研機構、高校與中小企業建立“雙聯”，科研機構定期派技術創新人才到中小企業指導工作，高校為中小企業委培其所需的技術創新人才;最后，設置專門的機構為中小企業培養、培訓技術創新人才。
(二)努力實現柔性管理和剛性管理的匹配
柔性管理和剛性管理是兩種相對的管理方式。剛性管理是以工作為核心，根據企業的工作需要，用規章制度強制要求員工必須以某種固定的形式去履行并完成自己的任務，而較少考慮員工個人的主觀需要。柔性管理是從心理學和行為學的角度進行研究，以人為中心，采取自愿的方式，在員工心理產生潛在的說服力，使其自覺按照企業意志行動的管理模式，從而起到挖掘人的潛能、調動人的主動性和創造性的作用。根據馬斯洛的需求層次理論，技術創新人才的需要應該是尊重的需要、自我實現的需要這類高層次的需要，柔性管理恰好能滿足技術創新人才的高層次需要，更好地激發其工作動力，充分發揮其潛能，增強員工的責任感。技術創新人才通常自尊心、工作獨立性都很強，不喜歡被剛性的、靈活性較差的管理體制所約束。相對而言，他們更喜歡在以人為本、能展現自己個性并發揮自己潛能的寬松環境中工作。“剛柔相濟”是現代管理方式發展的新趨勢，剛性管理是管理的前提和基礎，柔性管理是管理的“劑”。沒有體制機制的約束，柔性管理也難以執行，二者的有機結合才是提高管理效率之道。對于中小企業技術創新人才的管理而言，應以剛性管理為基礎和前提，加大柔性管理的力度，努力實現柔性管理和剛性管理的匹配。
(三)實行全面薪酬管理
中小企業技術創新人才現行的薪酬模式包括工資、獎金和福利。中小企業為了吸引、留住和激勵技術創新人才，在薪酬管理上投入了大量資金也采取了一定措施，但效果并不明顯，仍然存在薪酬激勵不足的問題。這說明現行薪酬模式對技術創新人才的激勵存在局限性，有必要對其進行改革。筆者建議實行全面薪酬管理。全面薪酬模式是在合理可行的運作成本下，在保持總體薪酬水平基本不變的情況下，技術創新人才可自行選擇薪酬要素組合，并隨個人偏好和需求的變化周期性地給予重新選擇的機會，由此構成一個不斷循環的過程，最大限度地滿足技術創新人才的個性化需求，達到薪酬水平與技術創新人才需求的最佳匹配。本文所指的全面薪酬是從滿足技術創新人才需要的角度出發，其構成要素分為內在薪酬和外在薪酬兩部分。外在薪酬的構成主要分為固定薪酬、福利及其他以貨幣形式表現的浮動薪酬方式三部分，這些構成要素能滿足技術創新人才的低層次需要。內在薪酬的構成主要包括工作成就薪酬、個人發展薪酬和生活質量報酬三部分，這些構成要素能滿足技術創新人才的高層次需要。全面薪酬管理是以員工為中心、以人為本、滿足員工個性化需要為目的。在全面薪酬模式下，技術創新人才可在中小企業允許的范圍內，根據自身興趣愛好及需要自主選擇薪酬要素組合，從而設計出令自己滿意的薪酬方案。中小企業對技術創新人才實行全面薪酬管理能使企業在保持薪酬支付成本不變的同時提高對技術創新人才的激勵，進而提高技術創新人才的企業認同感和凝聚力，最終增強企業的核心競爭力。
(四)建立創新型企業文化
目前，很多中小企業并沒有真正建立自己的企業文化，更談不上依據良好的企業文化來增強員工的向心力，從而實現用文化留人。由此看見，中小企業有必要依據自身特點從自身實際情況出發建立起適合自己的企業文化。中小企業建立的創新型企業文化應是一種以人為本的文化，以實現員工高層次需求為目的，培育技術創新人才的創新思想，并將創新思想轉化為創新行動，樹立在創新過程中允許失敗、在失敗中求創新的價值理念，企業內部努力營造良好的創新文化環境。創新型企業文化包括創新導向的企業價值觀、創新導向的制度文化和創新導向的組織氛圍等。技術創新人才有技術創新的欲望和能力，他們通過不斷創造新價值的方式來獲得企業認可，實現自我價值。中小企業應建立有利于調動、培養和支持技術創新的文化氛圍或組織環境，為技術創新人才提供技術創新的機會，從而激發其從事技術創新活動的積極性、主動性，使他們能夠快速開展技術創新活動。
(五)建立人才流失防范系統
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關鍵詞：上肢康復訓練機器人 青島大學碩士開題報告范文 青島論文 開題報告
一、 選題的目的和意義
據統計,我國60 歲以上的老年人已有1.12 億。伴隨老齡化過程中明顯的生理衰退就是老年人四肢的靈活性不斷下降，進而對日常的生活產生了種種不利的影響。此外，由于各種疾病而引起的肢體運動性障礙的病人也在顯著增加，與之相對的是通過人工或簡單的醫療設備進行的康復理療已經遠不能滿足患者的要求。隨著國民經濟的發展，這個特殊群體已得到更多人的關注，治療康復和服務于他們的產品技術和質量也在相應地提高，因此服務于四肢的康復機器人的研究和應用有著廣闊的發展前景。
目前世界上手功能康復機器人的研究出于剛起步狀態，各種機器人產品更是少之又少，在國內該領域中尚處于空白狀態，臨床應用任重而道遠，因此對手功能康復機器人的研究有廣闊的應用前景和重要的科學意義。
目前大多數手功能康復設備存在以下一些問題：康復訓練過程中，缺乏對關節位置、關節速度的觀測和康復力的柔順控制，安全性能有待提高;大多數手功能康復設備沒有拇指的參與;感知功能差，對康復治療過程的力位信息和康復效果不能建立起有效地評價。本課題針對以上問題，采用氣動人工肌肉驅動的手指康復訓練機器人實現手指康復訓練的多自由度運動，不僅降低了設備成本，更重要的是提高了系統對人類自身的安全性和柔順性，且具有體積小，運動的強度和速度易調整等特點。
課題的研究思想符合實際國情和康復機器人對系統柔順性、安全性、輕巧性的高要求 。它將機器人技術應用于患者的手部運動功能康復，研究一種柔順舒適、可穿戴的手功能康復機器人，輔助患者完成手部運動功能的重復訓練，其輕便經濟、穿卸方便，尤其適于家庭使用，既可為患者提供有效的康復訓練，又不增加臨床醫療人員的負擔和衛生保健。
綜上所述，氣動人工肌肉驅動手指康復訓練機器人的設計是氣壓驅動與機器人技術相結合在康復醫學領域內的新應用，具有重要的科學意義。
二、 國內外研究動態
2.1 國外研究動態
美國是研究氣動肌肉機構最多的國家，主要集中在大學。
華盛頓大學的生物機器人實驗室從生物學角度對氣動肌肉的特性作了深入研究，從等效做功角度建模，并進行失效機理分析，制作力假肢和仿人手臂用于脊椎反射運動控制研究。
vanderbilt 大學認知機器人實驗室(cognitive robotics lab, crl)研制了首個采用氣動肌肉驅動的爬墻機器人，并應用于驅動智能機器人(intelligent soft-arm control, isac)的手臂。
伊利諾伊大學香檳分校的貝克曼研究所對圖像定位的5自由度soft arm 機械手采用神經網絡進行高精度位置控制和軌跡規劃。亞利桑那州立大學設計了并聯彈簧的新結構氣動肌肉驅動器，可以同時得到收縮力和推力，并與工業界合作開發了多種用于不同部位肌肉康復訓練的小型醫療設備。
英國salford 大學高級機器人研究中心對氣動肌肉的應用作了長期的系統研究，開發了用于核工業的操作手、靈巧手、仿人手臂以及便攜式氣源和集成化氣動肌肉，目前正在研究10 自由度的下肢外骨骼以及仿人手的遠程控制。
法國國立應用科學學院(instituted national dissidences appliqués, insa)研究了氣動肌肉的動靜態性能和多種控制策略，目前正在研制新型驅動源的人工肌肉以及在遠程醫療上的應用。
比利時布魯塞爾自由大學制作了新型的折疊式氣動肌肉用于驅動兩足步行機器人，實現了運動控制。
日本bridgestone 公司在rubber tauter 之后又發明了多種不同結構的氣動肌肉。德國festoon 公司發明了適合工業應用的氣動肌腱fluidic muscle，壽命可達1000萬次以上，同時還對氣動肌肉的應用作了許多令人耳目一新的工作。英國shadow 公司研制了目前世界上最先進的仿人手。美國的kinetic muscles 公司與亞利桑那州立大學合作開發了多種用于肌肉康復訓練的小型醫療設備。
lilly采用基于滑動模的參數自適應控制策略，實現了單氣動肌肉驅動的關節位置控制。
2.2 國內研究動態
自20 世紀90 年代以來，我國陸續開始了氣動肌肉的研究。
北京航空航天大學的宗光華較早開始氣動肌肉的研究，分析了其非線性特性、橡膠管彈性及其自身摩擦對驅動模型的影響，并應用于五連桿并聯機構，通過剛度調節實現柔順控制。
上海交通大學的田社平等運用零極點配置自適應預測控制、非線性逆系統控制以及基于神經網絡方法，實現單自由度關節的快速、高精度位置控制。
哈爾濱工業大學的王祖溫等分析了氣動肌肉結構參數對性能的影響、氣動肌肉的靜動態剛度特性以及與生物肌肉的比較，提出將氣動肌肉等效為變剛度彈簧，設計了氣動肌肉驅動的具有4 自由度的仿人手臂、外骨骼式力反饋數據手套和6 足機器人，采用輸入整形法解決關節階躍響應殘余震蕩問題。
北京理工大學的彭光正等先后進行了單根人工肌肉、單個運動關節以及3 自由度球面并聯機器人的位置及力控制，采用了模糊控制、神經網絡等多種智能控制算法，并設計了6 足爬行機器人和17 自由度仿人五指靈巧手。
哈爾濱工業大學氣動中心的隋立明博士也通過實驗得到了氣動人工肌肉的一個更簡潔的修正模型和經驗公式并對兩根氣動人工肌肉組成的一個簡單關節系統進行實驗建模和采用位置閉環的控制方法進一步驗證氣動人工肌肉的模型。
上海交通大學的林良明也對氣動人工肌肉的軌跡學習控制進行了仿真研究給出了學習的收斂性的初步結論為下一步的學習控制奠定了基礎。其中田社平通過對氣動人工肌肉收縮在頻率域上的數學模型并對它的結構及其靜動態特性進行了理論分析建立了相應的靜態力學方程。
2003年付大鵬等，以機械手抓取物體為分析對象，采用矩陣法來描述機械手的運動學和動力學問題，以四階方陣變換三維空間點的齊次坐標為基礎，將運動、變換和映射與矩陣計算聯系起來建立了機械手的運動數學模型，并提出了機械手運動系統優化設計的新方法，這種方法對機械手的精密設計和計算具有普遍適用意義。
2005年車仁煒，呂廣明，陸念力對5自由度的康復機械手進行了動力學分析，將等效有限元的方法應用到開式的5自由度的康復機械手的動力分析中，這種方法比傳統的分析方法建模效率高、簡單快捷，極其適合現代計算機的發展，的除了機械臂的動力響應曲線，為機械手的優化設計及控制提供理論依據。
2008年北京聯合大學張麗霞，楊成志根據拿取非規則物品的任務要求，采用轉動機構和連桿機構相結合，設計了五指型機器手，手指彎曲電機與指間平衡電機耦合驅動，實現了機器手的多角度張開、抓握運動方式,對實用型仿人機器手的機構設計有參考意義。
2009年楊玉維等人對輪式懸架移動2連桿柔性機械手進行了動力學研究與仿真，。采用經典瑞利.里茲法和浮動坐標法描述機械手彈性變形與參考運動間的動力學耦合問題， 綜合利用拉格朗日原理和牛頓.歐拉方程并在笛卡爾坐標系下，以矩陣、矢量簡潔的形式構建了該移動柔性機械手系統的完整動力學模型并進行仿真。
2009年羅志增，顧培民研究設計了一種單電機驅動多指多關節機械手，能夠很好的實現靈巧、穩妥的抓取物體，這個機械手共有4指12個關節。每個手指有3個指節，由兩個平行四邊形的指節結構確保手指末端做平移運動，這種設計方案很好的實現了控制簡單、抓握可靠的目的。
從目前來看，國內對氣動人工肌肉的研究仍處于剛起步的階段。有關氣動人工肌肉的研究與國外還有相當的差距對氣動人工肌肉中的許多問題，還沒有進行深入的研究。此外，采用氣動人工肌肉作為機器人驅動器的研究還不成熟。
三、 主要研究內容和解決的主要問題
目前大多數手功能康復設備存在以下一些問題:康復訓練過程中，缺乏對關節位置、關節速度的觀測和康復力的柔順控制，安全性能有待提高;大多數手功能康復設備沒有拇指的參與;感知功能差，對康復治療過程的力位信息和康復效果不能建立起有效地評價。為此，課題主要研究內容：設計一種結構簡單，易于穿戴，并且安全、柔順、低成本，使用方便的氣動手功能康復設備。對氣動手指康復系統進行機構運動學分析、用mat lab軟件對康復訓練機器人的康復治療過程的力位信息進行仿真分析。
要實現上述的目標，系統中需要著重解決的關鍵技術有：
(1)基于已有上肢康復訓練機器人外骨骼機械手機械結構部分的設計，對手指康復訓練方法分析和提煉。 主要包括：人手部的手指彎曲抓握動作分析，氣壓驅動關節機構自由度的優化配置。使機械手能夠實現手指的彎曲、物體的抓握等手部癱瘓患者不能實現的動作。
(2)對機器人機械機構的運動學分析。主要包括：氣壓驅動的手指關節外骨骼機械機構的運動學分析。
(3)機器人機構的力位信息仿真。主要包括：用mat lab軟件進行機器人氣壓驅動終端的力位信息 仿真。
根據總體方案設計以及工作量的要求，外附骨骼機械手系統是上肢康復訓練機器人的一部分，本文主要是研究手指康復機械系統運動學、動力學分析工作。
四、論文工作計劃與方案
論文工作計劃安排：
2010年9月——2011年6月準備課題階段：
主要工作：學習當今最先進的機器人設計技術;學習用matlab軟件進行計算仿真及優化，查閱國內外的資料，對康復機械手作初步了解。
2011年7月——2011年9月課題前期階段
主要工作：課題方案設計，擬寫開題報告，開題。
2011年10月——2012年7月課題中期階段
主要工作：開始具體課題研究工作，根據已有上肢康復訓練機器人外骨骼機械手機械結構部分設計，對手指康復訓練方法分析和提煉。研究手指康復機械系統運動學、動力學分析工作。
2012年8月——2012年12月課題后期階段
主要工作：對手指康復機器人進行模擬仿真，對設計進行優化，并在此基礎上進一步完善課題。
2013年1月——2013年4月結束課題階段
主要工作：整理相關資料，撰寫論文，準備進行畢業論文答辯。
2013年5月——2013年6月論文答辯階段
主要工作方案：
1. 完成學位課與非學位課學習的同時，進行市場調研，對手指康復機械手作初步了解。
2. 查閱資料，了解氣動手指康復機器人的國內外發展現狀。
3. 分析已有上肢康復訓練機器人外骨骼機械手機械結構的部分設計。
4. 對現有手指康復訓練方法設計進行分析和提煉，分析其優缺點。
5. 開始具體設計工作。
【關鍵詞】水下機器人；視景仿真；運動模型；OGRE0.引言
發展海洋是新時代的必然趨勢，水下機器人對海洋開發、海洋調查測繪及相當多水下作業都有舉足輕重的作用。水下機器人系統的研究和開發中，仿真技術可以縮短其研制周期、提高研發質量和減少經費，避免因系統故障時導致其丟失的嚴重后果。三維視景仿真技術廣泛應用于軍事、航海、航空航天、游戲及醫療等領域，是集圖形學、圖像處理、模式識別、網絡等計算機技術高度發展的一門綜合性技術。
3Dmax與OGRE（Open-source Graphics Rendering Engine）是近年來得到迅速發展的嵌入Windows三維模型仿真技術。它性能卓越，API具有良好的可移植性。本文通過3Dmax建模和OGRE 3D引擎作為仿真平臺，及Qt設計窗口，在Visual Studio2008環境下完成仿真。
首先配置好VS2008和OGRE開發環境，主要是一些插件和動態鏈接庫，定義OGRE將要使用的資源，選擇并設置渲染系統。通過初始化使用一些資源，并用這些建立一個場景，啟動渲染循環。
1.仿真的一般流程
通常我們先用軟件Creator、3Dmax、Photoshop和Auto CAD等畫出一維、二維及三維的仿真圖形庫。一些特殊的如仿生魚水下機器人建立時圖形仿真時用到了自由變形計軸變形及其他樣條曲線理論的支持完成。到最后顯示的視景仿真一般都是通過Vega或者OpenGL再通過Visual studio編譯執行寫好的虛擬現實代碼等來實現仿真，而且3D仿真大都需要進行碰撞檢測。為了設計窗口的方便可能運用MFC或其它工具來設計人機交互窗口，最終形成一個完整的仿真系統。
2.模型的建立
通過3Dmax所得到的水下機器人三維模型。
根據國際水池會議推薦，建立固定坐標系（慣性坐標系）和運動坐標系（附體坐標系）上圖的水下機器人也將按此坐標系[1]。
由于完整的六自由度運動方程具有極強的非線性和耦合性，所以需要我們進行解耦進而進行求解。對于方程的簡化與求解大多數專家并沒有給出，不過我們通常根據不同的水下機器人的形狀等特點來適當減少式中的未知量及個數，一般將各方向的運動都簡化為平面運動。簡化得到的方程式不但有的時候能讓我們更容易的得到未知量來實現仿真，而且對于水動力系數等得求解也簡單的多。三自由度、五自由度及六自由度的操縱性方程是最常見的，有的為了方便甚至直接簡化為一維的線性方程，再通過一些其他的算法來趨緊真實的結果。
水動力模型相對復雜，最簡單就是力、力矩對速度、加速度、舵角等的一階偏導數即線性流體水動力導數。這里就不諸一列舉各項研究所用的水動力方程，水動力系數的選取與獲得現在一般是通過經驗公式、拖曳實驗及CFD技術。其中拖曳實驗應該是最準確的，但是它也受到實驗環境及未知因素的影響。CFD技術已經被張赫等人驗證了其具有一定的準確性[2]。
其中附加質量及附加質量所形成的力及力矩經常被放到質量矩陣里面。張赫也提過用面緣法來對慣性水動力系數進行估算。張曉頻采用現有的比較成熟的商業流體力學軟件FLUENT模擬潛水器的粘性繞流流場，模擬阻力試驗、斜航試驗和平面運動機構（PMM）試驗，求解操縱性水動力系數。建立多功能潛水器六自由度運動的數學模型，編寫仿真程序，預報其操縱性能[3]。
帶有均衡潛伏系統的數學模型的建立，推進器的推力模型，舵的水動力系數模型及升降系數模型，海流模型、海浪模型及帶纜的數學模型等。這些模型有的時候對仿真系統的仿真結果影響不大，有的時候卻是起到主要影響作用，因此我們要視情況而定以達到仿真的最佳效果。梁宵構建了舵、翼、槳聯合操縱的微小型水下機器人運動仿真系統，討論PDCE運動控制系統結構及主要組成部分并通過外場試驗來驗證其可行性及可靠性[4]。
3.視景仿真的應用
不論我們研究什么理論到最后都要進行試驗的驗證，仿真就是為了使得試驗更簡單，更直觀，風方便，甚至可以做到一些現實中無法做到的假設試驗。
張赫過定常流動和非定常流動這兩種情況進行不同試驗形式的模擬計算，在得到模擬結果的同時，給出相應循環水槽試驗結果，最后做出對比結果的分析。其中定常運動包括模擬直航試驗和模擬斜航試驗，非定常試驗包括模擬平面運動機構進行的五種操縱性試驗。最后在結論分析中對上述三種數值計算方法進行了總體的比較和分析，并由試驗結果給出了用于建立潛水器空間運動方程的各個系數。為了我們的研究需要，可以發揮我們自己的想象合理的去做仿真試驗，會得到意想不到的好處與突破創新。
4.結論
建立了動力學模型，研究了對象的水動力性能，得到運動方程所需的水動力、重力、浮力、推進器作用力等，并在此基礎上建立了以推進器為主要操縱方式的運動仿真系統，對水下機器人的運動完成視景仿真，得到視景仿真的效果圖。我們不但可以做不同的試驗來獲得水下機器人的操縱性能、適航性及受力變化情況，還可以此來對其進行結構上分析與設計。之后我們還可以將水下機器人的高度智能化進行視景仿真來驗證與設計。還可以對某些重要的系數進行參數識別的仿真實驗，還要繼續加強視景仿真的真實性，來適應需求更高的仿真。 [科]
【參考文獻】
[1]賈欣樂，楊延生.船舶運動數學模型.大連海事大學出版社，1999.
[2]張曉頻.多功能潛水其操縱性能與運動仿真研究.哈爾濱工程大學碩士學位論文，2008.
建立“創新型國家”是我們的國策;“科學技術是第一生產力”是多年前已經形成的共同認識;培養創新型人才是素質教育改革的一個重要方面。很多理由讓我們了解到,為中小學生提供豐富的動手實踐、科技創新的現代化技術裝備也應是提高中小學裝備的重點。
實際上,經過近幾年努力,普通中小學在這方面也有飛速發展。以本人所在的北京市昌平區前鋒學校為例。服務于“動手實踐、科技創新”的教育裝備每年都在增加。現在,這些技術裝備已經初步形成系列,可以很好地為學生提供動手實踐、科技創新方面提供硬件支撐。
以“機器人”為例。2003年,前鋒學校自己用6萬元購置了紫光機器人套裝。此后,每年都投入一部分財力,補充器材。2009年更是利用市教委的專款購置了兩種共計25套現在主流的機器人教育套裝。有了這些硬件的支撐,前鋒學校從2003年開始,就在本校的小學、初中、高中分別成立興趣小組,開展了機器人活動。也就是從2003年開始,前鋒學校機器人興趣小組的學生一次獲得全國二等獎,三次獲北京市一等獎,多人次獲市、區級其它獎項。隨著在最近幾年機器人硬件數量、質量的增加以及活動經驗的積累,前鋒學校將機器人開設成科技類校本課程,使更多的學生有機會體會現代技術魅力,有機會動手搭建機器人、體驗程序控制機器人、進行機器人創新設計。
以輔導學生“科技創新”為例。我們知道創造潛能越早越容易激發,在學生時代進行小發明、小制作、小研究有助于將來他們成為科技方面的專家、學者,成為有突出貢獻的創新型人才。前鋒學校很早就認識到這一點。從2000年購置模型制作工具、海模、航模模型開始,每年都有計劃地添置工具、設備、儀表提高設計、制作、加工方面的水平。2005年北京市科協、教委在前鋒學校設立了“動手做俱樂部”;2008年,上級在前鋒學校建設了“數字化實驗室”;2009年,前鋒學校利用市教委的專項資金購置了太陽能電池板80塊、遙控與接收機10套、曲線鋸10套、風速計等多種用于學生創新與實踐的裝備。在這此硬件的支持下,很多學生都在教師的輔導下利用學校的工具、設備、專用實驗室進行科技創新,每年都產生多項科技小論文、科技小發明。在北京市青少年科技創新大賽中,前鋒學校的學生有多次獲得二等獎、三等獎。在活動中也有很多學生動手制作的東西;實驗的研究結論并不先進不能獲獎,有的甚至是幼稚的、錯誤的。但這些小發明、小論文對于他們的成長、成材是一個重要的開端。所以鋒學校提供這么多的人力、裝備用于學生的科技創新,目的不是一定要獲獎,而是要使更多的孩子,更早的接觸創新、更早的激發創造潛能。
關鍵詞：機器人 奇異點 奇異路徑
中圖分類號：TP242 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（a）-0038-02
風洞是在符合一定設計要求的管道系統內用動力裝置控制管道內的氣流，采用風洞模型支撐系統[1]。風洞并聯模型支撐系統具有剛度大、承載能力強、誤差小、精度高、自重負荷比小、動力性能好、控制容易等優點，正引起世界各國研究人員的濃厚興趣[2]。要使得并聯支撐在各行各業得到廣泛的應用，需要對機構進一步的研究，其中包括奇異性分析[3]。目前，一般的并聯機構的奇異位形的研究，到目前為止仍沒有一個非常通用的方法。黃真[4]等學者采用的速度雅克比矩陣與力雅克比矩陣互為轉置的關系，對奇異位形進行研究。本文也采用此種方法研究奇異位置處的運動可控性，從而提高并聯機構的性能。
1 風洞4_PUS并聯機器人機構簡化模型
風洞4_PUS并聯機器人機構簡化模型如圖（1）所示，該機構由直線導軌、四個帶有直線電機的滑塊、四個拉桿、動平臺組成。四個拉桿的上端通過虎克鉸與滑塊相聯；下端通過球鉸與位于動平臺對稱的四個端點、、、相聯。直線導軌位于、所在的直線上，四個滑塊由直線電機驅動沿著直線導軌運動，從而實現模型的位姿變換。
由空間機構學理論可知，運動機構的構件數，所有運動構件數之間的運動副總數，由球鉸數為4，虎克鉸數為4，移動副數為4，轉動副數為4，故運動副的相對自由度，則：
即本機構的自由度數為4個。這四個自由度分別為繞X軸的轉動、繞Y軸的轉動、沿X軸的移動、沿Z軸的移動。
2 奇異位置分析
2.1 四自由度并聯機器人力雅克比矩陣
本文所研究的四自由度并聯機器人的機構的桿的兩端的運動副均為球面副，機構動平臺的驅動力矢經過上下球面副的中心，因此可以運用螺旋理論建立機構平衡方程。采用速度投影法求雅克比矩陣，忽略滑塊與上頂板之間的摩擦力，分析動平臺的受力情況，4個拉桿上的力螺旋之和應與動平臺的四維廣義力平衡，故可以建立以下螺旋方程：
（1）
其中，為第桿受到的軸力，為第桿軸線的單位線矢量，為動平臺上作用力的主矢，為動平臺上的主矩。式（1）所建立的螺旋方程可改寫為矩陣形式：
（2）
其中，
，
，為一階靜力影響系數。
（3）
依據受力平衡可求得：
（4）
單位矢量的偶部可表示為： （5）
由（2）～（5）可得4_PUS并聯支撐機器人的力雅可比矩陣為：
（6）
2.2 奇異位置分析
依據機構學中的重要定律：速度雅克比矩陣與力雅克比矩陣互為轉置。當秩小于4時，機構發生奇異，式（6）的某幾行或某幾列完全相等。顯然拉桿所在的直線的向量在軸上的分量值為零時，機構發生奇異。動平臺的尺寸可以得到動平臺與拉桿連接點在靜坐標系中的坐標值如下：
（7）
（8）
（9）
由拉桿的長度約束方程可得：
（10）
其中i=2，取正值，i=1，3，4時取負值。因此發生此種奇異時必有，，或。故這三個條件是判斷該類奇異是否發生的充分條件。
3 路徑優化
以支鏈1為例進行路徑優化，動平臺鉸點在全局坐標系中的位置可表示為：
（11）
由充分條件可以得出，點在動平臺運動的過程中經過或者接近點時，隨著工作空間的變化，導致位姿軌跡變化呈現間斷式跳躍。要滿足點的位姿軌跡經過或者接近，且位姿軌跡能夠連續運動，故引入優化方程：
設為所引起的奇異點，設為以為中心、半徑為R的微小體積域，當R很小且對位姿路徑精度影響不大能夠連續的運動，，建立的優化方程如下：
（12）
顯然當R越小時，位姿路徑精度越高，若要滿足最小位姿路徑，則應該從方程（12）中選取球面的其中一條軌跡。球面上，球心對稱的兩點最短軌跡為半圓。過點作法向量的方程，則：
，
（13）
過點法平面向量為的空間平面方程為（動點為）：
（14）
將（12）式和（14）式聯立可得到最優路徑軌跡。
4 結語
該文提出了一種新型的風洞4_PUS并聯機器人機構簡化模型，并在此基礎上對其奇異位置進行了分析，然后對風洞四自由度并聯機器人奇異位形進行了研究，對四自由度并聯機器人的路徑優化，使得可以按照指定的位姿路徑運動，并建立相關的優化方程，用MATLAB仿真出優化路徑的軌跡（圖2）。
參考文獻
[1] 張浩.六自由度并聯風洞模型支撐系統機構優化[D].清華大學碩士學位論文，2011.
[2] 戰培國.國外風洞試驗的新機制、新概念、新技術[J].流體力學實驗與測量，2004，18（4）：2-6.
【關鍵詞】三輪全向機器人 運動控制 軌跡跟蹤 無刷直流電機
一、背景
三輪全向移動機器人以其全方位的移動方式在工業、醫藥等領域有著普遍的應用，其運動的相關特性和控制技術也日臻完善。本文從削減硬件電路的角度出發，僅靠簡單的比例控制使其運動特性及軌跡跟蹤獲得良好效果。
二、原理介紹
（一）三輪全向移動機器人模型
三輪全向移動機器人其驅動輪由三個全向輪組成，徑向對稱安裝，各輪互成120°角，滾柱垂直于各主輪。三個全向輪的大小和質量完全相同，而且由性能相同的電機驅動。
（二）三輪全向移動機器人運動學模型
（三）三輪全向移動機器人運動系統控制：
圖 2基于運動學模型的分層控制框圖
圖2所示的是機器人運動學模型的分層控制系統框架，主要是分為上下兩層分別是機器人運動學模型的運動控制以及驅動電機轉速控制。上層主要是對機器人運動學控制器轉達機器人相關的速度、基本信息的考慮，所以一般而言它是不需要考慮動力學特征的，下層的驅動電機轉速控制相對上層控制器是透明的。在模塊開發上面這兩層是可以區別開來的，可以分別進行開發，這樣就可以運用模塊的形式進行開發，有利于節省時間提高效率，同時一定程度上也提高機器的整體的狀態，減輕設計難度，有利于控制算法的更新。
三、模型建立
（一）電機轉速模型和輸入曲線生成模型的建立
在進行控制器設計之前，首先要對電機建模，這里選用的是瑞士的MAXON公司的無刷直流電機EC-4pole 30（ order number 305014）。
1.無刷直流電機的數學模型，其等效電路如圖3所示：
圖3 無刷直流電機等效電路圖
三相（無中線）無刷直流電機的瞬態電壓方程：
然后根據無刷直流電機的特性可以得出以下三個方程：
電壓方程：
轉矩方程：
運動方程：
2.Matlab的建模實現
Matlab的建模實際上就是以上公式得仿真實現，根據模塊化建模思想，將控制系統分割為各個功能獨立的子模塊，主要包括：電機本體模塊、反電動勢構造模塊、邏輯換相模塊。
3.無刷直流電機仿真模型的驗證
（二）運動學模塊的建立
（三）機器人運動圖像的輸出
（四）控制器的設計
在設計控制器時我們沒有考慮底層控制器，直接由控制器產生電壓的信號輸出。在實際應用中由于底層控制器與驅動電機的電路相連，底層控制器往往會因為電機的過載等情況而燒毀。本文模型跳過底層控制器，直接采用比例控制的方法對電機進行控制。
以下是完整的simulink控制框圖：
參考文獻：
