發(fā)布時(shí)間：2023-03-08 15:28:04
序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的機(jī)器人技術(shù)論文樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
（一）學(xué)校與企業(yè)的“微”距離學(xué)校與企業(yè)間的“微”距離可通過(guò)遠(yuǎn)程技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)代遠(yuǎn)程教學(xué)是基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)而展開的，主要采用多種媒體技術(shù)進(jìn)行集成交互和通信聯(lián)系的教學(xué)方式。企業(yè)與學(xué)校要充分發(fā)揮遠(yuǎn)程教育師生分離、非面對(duì)面組織教學(xué)的特點(diǎn)，突破空間與時(shí)間的界限，使學(xué)生可以隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)，使教師可以隨時(shí)隨地傳授知識(shí)。可以說(shuō)，適時(shí)地運(yùn)用現(xiàn)代遠(yuǎn)程教學(xué)可以更為便捷地完成校企間的聯(lián)合教學(xué)，也節(jié)約學(xué)校和企業(yè)的人力、物力資源。
（二）企業(yè)的“新”活力多媒體技術(shù)的交互性特點(diǎn)可以激發(fā)設(shè)計(jì)人才的創(chuàng)新思維，為企業(yè)輸入“新血液”。現(xiàn)代的人機(jī)交互界面已經(jīng)從傳統(tǒng)的命令行式的交互向多通道、多感官式交互方向發(fā)展。交互式的教學(xué)方式在信息傳播者和受眾間能實(shí)時(shí)交換信息，從而激起設(shè)計(jì)人才學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，提高設(shè)計(jì)人才的想象力、創(chuàng)造力，激發(fā)他們的創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維。創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維正是推動(dòng)企業(yè)發(fā)展的不竭動(dòng)力。
（三）人才“真”體驗(yàn)設(shè)計(jì)人才利用模擬教學(xué)方式實(shí)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程的“真”體驗(yàn)。模擬教學(xué)創(chuàng)造出貼近學(xué)習(xí)內(nèi)容的實(shí)踐環(huán)境，讓學(xué)習(xí)者在有情境、情緒的具象背景下學(xué)習(xí)。藝術(shù)設(shè)計(jì)教學(xué)具有抽象性特征，模擬教學(xué)法能化抽象為具象，更好地表達(dá)教學(xué)內(nèi)容。利用模擬教學(xué)的方法可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)人才從學(xué)校到企業(yè)的自然過(guò)渡，解決學(xué)校藝術(shù)設(shè)計(jì)教學(xué)日益脫離實(shí)踐的問(wèn)題。
（四）校企間實(shí)時(shí)交流校企間通過(guò)視頻會(huì)議進(jìn)行“實(shí)時(shí)”交流。視頻會(huì)議系統(tǒng)是通過(guò)視、音頻和多媒體通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)的、支持人們遠(yuǎn)距離進(jìn)行實(shí)時(shí)信息交流與共享、開展協(xié)同工作的應(yīng)用系統(tǒng)。視頻會(huì)議能讓信息交流、思想表達(dá)更直觀。通過(guò)視頻會(huì)議系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)校企間設(shè)計(jì)人才與專業(yè)老師、企業(yè)技術(shù)人員之間的實(shí)時(shí)互動(dòng)，讓校企雙方有溝通信息、協(xié)調(diào)關(guān)系、保持平衡的橋梁和紐帶。
二、在校企合作基地中，推動(dòng)多媒體技術(shù)創(chuàng)新
在校企合作基地場(chǎng)所，校企雙方為實(shí)現(xiàn)在校所學(xué)與企業(yè)實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合，學(xué)校實(shí)驗(yàn)室研究成果和企業(yè)的設(shè)備、技術(shù)實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，共同發(fā)展。如何在校企合作培養(yǎng)設(shè)計(jì)人才的同時(shí)，推動(dòng)多媒體技術(shù)創(chuàng)新成為一個(gè)值得深思的問(wèn)題。
（一）基地建設(shè)中人才的多重定位在實(shí)行校企合作中，設(shè)計(jì)人才的多元化培養(yǎng)是基地建設(shè)的主要方向。設(shè)計(jì)人才在校所學(xué)的理論知識(shí)在企業(yè)中得到實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)結(jié)合，提高設(shè)計(jì)人才的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。設(shè)計(jì)人才使用媒體技術(shù)可提升設(shè)計(jì)工作效率，新媒體技術(shù)的強(qiáng)大功能，更為設(shè)計(jì)提供便捷的手段。設(shè)計(jì)人才在媒體技術(shù)的幫助下不斷進(jìn)步的同時(shí)，也推動(dòng)基地建設(shè)中媒體技術(shù)的創(chuàng)新：一方面，隨著媒體技術(shù)的不斷發(fā)展，它的產(chǎn)生已經(jīng)不再只屬于編程人員的工作了，要建立一個(gè)符合受眾心理審美需求、符合人機(jī)工學(xué)、便于操作的媒體界面，需要基地在媒體建設(shè)上培養(yǎng)掌握設(shè)計(jì)理論、動(dòng)畫流程的設(shè)計(jì)人才。另一方面，設(shè)計(jì)人才本身就是媒體技術(shù)的受眾，通過(guò)使用才知道媒體技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，同時(shí)也知道自己真正需要怎樣的媒體技術(shù)來(lái)為自己更好地服務(wù)，從而在多元化人才定位培養(yǎng)中促進(jìn)基地多媒體技術(shù)創(chuàng)新。
（二）多媒體技術(shù)完善產(chǎn)學(xué)研基地的建立通過(guò)校企合作建立產(chǎn)學(xué)研基地，不僅加強(qiáng)科研技術(shù)交流，也為學(xué)院的設(shè)計(jì)人才提供專業(yè)的實(shí)驗(yàn)基地。在基地里，雙方可以就能夠提高學(xué)院科研水平和企業(yè)自身的硬件、軟件進(jìn)行建設(shè)，而媒體技術(shù)就是其中之一。如2010年，中國(guó)科技大學(xué)與中科院聲學(xué)研究所聯(lián)合共建的“新媒體技術(shù)創(chuàng)新人才培養(yǎng)基地”，旨在合作培養(yǎng)交叉學(xué)科的本科生、研究生，并為本科生、研究生和科研人員提供網(wǎng)絡(luò)新媒體技術(shù)與業(yè)務(wù)試驗(yàn)、測(cè)試環(huán)境，培養(yǎng)具備產(chǎn)學(xué)研用綜合創(chuàng)新能力的復(fù)合型科技人才。
三、結(jié)語(yǔ)
(一)增加企業(yè)經(jīng)營(yíng)成本的風(fēng)險(xiǎn)
技術(shù)創(chuàng)新人才的離職會(huì)加大中小企業(yè)的經(jīng)營(yíng)成本。技術(shù)創(chuàng)新人才離職后使企業(yè)關(guān)鍵崗位工作停滯，為維持正常的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)企業(yè)需招聘新員工來(lái)填補(bǔ)因老員工的離職而產(chǎn)生的職位空缺。企業(yè)要重新招聘、培訓(xùn)員工，在新員工的招聘過(guò)程中會(huì)產(chǎn)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(yè)還要花費(fèi)相應(yīng)的培訓(xùn)費(fèi)用。當(dāng)員工在中小企業(yè)工作一定年限、在本企業(yè)能夠獨(dú)當(dāng)一面、為本企業(yè)創(chuàng)造新價(jià)值，從而真正成為本企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新人才時(shí)，其離職又會(huì)增加企業(yè)的離職成本。
(二)泄露企業(yè)核心技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)和商業(yè)機(jī)密的風(fēng)險(xiǎn)
技術(shù)創(chuàng)新人才通常都掌握著企業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)、工作過(guò)程中形成的經(jīng)驗(yàn)或商業(yè)機(jī)密，這些都是企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的構(gòu)成部分，是企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)中獲得優(yōu)勢(shì)的保證，也是企業(yè)長(zhǎng)期積累的結(jié)果。技術(shù)創(chuàng)新人才的流失會(huì)隨之帶走企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，這對(duì)中小企業(yè)的危害是極大的。因?yàn)榧夹g(shù)創(chuàng)新人才的流失基本上都是發(fā)生在同行業(yè)的，他們或者自己創(chuàng)業(yè)，或者流向同行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，這將增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的實(shí)力，影響原企業(yè)的持續(xù)發(fā)展，減弱其核心競(jìng)爭(zhēng)力，甚至致使企業(yè)走向衰亡。
(三)影響團(tuán)隊(duì)向心力、凝聚力的風(fēng)險(xiǎn)
中小企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新工作一般都是通過(guò)團(tuán)隊(duì)協(xié)作的方式進(jìn)行的，只有團(tuán)隊(duì)中的每個(gè)人都充分發(fā)揮其聰明才干，企業(yè)的目標(biāo)才能得以實(shí)現(xiàn)。因此，團(tuán)隊(duì)中技術(shù)創(chuàng)新人才的流失，一方面會(huì)影響團(tuán)隊(duì)的向心力、凝聚力，使團(tuán)隊(duì)的工作進(jìn)程減慢，工作效率下降;另一方面還會(huì)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(fā)整個(gè)企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新人才的流失。
(四)引發(fā)企業(yè)信任危機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)
員工不僅代表自身形象，在某種意義上說(shuō)也代表企業(yè)形象，技術(shù)創(chuàng)新人才的流失會(huì)使企業(yè)的外部形象受損。因?yàn)榧夹g(shù)創(chuàng)新人才的流失會(huì)引發(fā)外界對(duì)該企業(yè)的種種猜想，他們會(huì)認(rèn)為員工在企業(yè)不能得到良好的發(fā)展、企業(yè)的經(jīng)營(yíng)狀況較差或是管理水平不高，等等;同時(shí)，技術(shù)創(chuàng)新人才的流失還會(huì)使投資商、客戶對(duì)中小企業(yè)產(chǎn)生不良印象，進(jìn)而流失一部分投資商和客戶。
二、中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新人才管理風(fēng)險(xiǎn)的成因
(一)社會(huì)層面
1．地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。
目前，我國(guó)地區(qū)間經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡的現(xiàn)象比較嚴(yán)重，東南沿海和一些大中城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，而西部地區(qū)和一些小城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)較慢。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)能提供較多的發(fā)展機(jī)會(huì)、較高的薪酬待遇且用人機(jī)制比較靈活，引發(fā)一些經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)的技術(shù)創(chuàng)新人才為了獲得更多的發(fā)展機(jī)會(huì)以及更好的薪酬待遇向經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)流動(dòng)。
2．技術(shù)創(chuàng)新人才的供需。
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，中小企業(yè)數(shù)量逐年增加，規(guī)模不斷壯大，每年中小企業(yè)數(shù)量都保持7%～8%的增長(zhǎng)率。截至2013年，我國(guó)中小企業(yè)總數(shù)已超過(guò)5651萬(wàn)家，占全部企業(yè)數(shù)量的99．8%，①這必然會(huì)加大對(duì)技術(shù)創(chuàng)新人才的需求數(shù)量。目前，技術(shù)創(chuàng)新人才處于“賣方”市場(chǎng)，許多中小企業(yè)人才短缺現(xiàn)象比較嚴(yán)重，無(wú)形中增加了他們的市場(chǎng)要價(jià)能力，使得他們?cè)谄髽I(yè)間有很大的選擇空間。一些人為了獲得更好的發(fā)展，可能會(huì)從中小企業(yè)流向大型企業(yè)或者外資企業(yè)。
3．相關(guān)的政策及法律制度。
“雙向選擇”的就業(yè)觀念，即用人單位自主選擇所用員工、員工自主選擇就業(yè)單位，為技術(shù)創(chuàng)新人才的流動(dòng)提供了客觀條件。有些在發(fā)展機(jī)會(huì)、薪酬待遇等方面處于相對(duì)劣勢(shì)的創(chuàng)新人才為了使個(gè)人利益最大化往往會(huì)另謀高就，但目前國(guó)家對(duì)技術(shù)創(chuàng)新人才的流失以及流失對(duì)中小企業(yè)造成的利益損失并沒(méi)有一套健全的政策、法律制度來(lái)約束。
(二)企業(yè)層面
1．技術(shù)創(chuàng)新人才管理制度。
與大企業(yè)相比較，中小企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小，員工人數(shù)少，資金擁有量小，組織結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一般沒(méi)有專門的機(jī)構(gòu)或主管領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行人才管理。即使有相關(guān)的人才管理部門，也多對(duì)技術(shù)創(chuàng)新人才管理風(fēng)險(xiǎn)沒(méi)有引起足夠的重視，管理水平低，暫未形成一套科學(xué)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(yè)在管理上還存在著權(quán)責(zé)不清、決策專斷、管理者身兼數(shù)職的現(xiàn)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(shè)，對(duì)人才的使用不能做到人盡其用。
2．企業(yè)文化建設(shè)。
企業(yè)文化是中小企業(yè)吸引、留住技術(shù)創(chuàng)新人才的內(nèi)在因素，然而很多中小企業(yè)在發(fā)展過(guò)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(shè)，員工對(duì)企業(yè)缺乏認(rèn)同感，導(dǎo)致員工個(gè)人價(jià)值觀念和企業(yè)經(jīng)營(yíng)理念不相匹配。還有些中小企業(yè)的企業(yè)文化定位不清，層次結(jié)構(gòu)不合理，內(nèi)容過(guò)于簡(jiǎn)單，這種舊的企業(yè)文化未能與技術(shù)創(chuàng)新人才所需的以人為本、尊重人、關(guān)心人的良好文化氛圍相協(xié)調(diào)，這也是導(dǎo)致人才流失的一個(gè)原因。
3．薪酬和福利水平。
薪酬、福利能滿足人們的物質(zhì)需求，且從某種意義上說(shuō)也是個(gè)人價(jià)值和經(jīng)濟(jì)地位的一種體現(xiàn)。中小企業(yè)資金實(shí)力較弱，很難為技術(shù)創(chuàng)新人才提供豐厚的薪資，當(dāng)與同行業(yè)的其他人相比會(huì)存在收入差距較大的現(xiàn)象時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新人才心理失衡。同時(shí)，中小企業(yè)福利制度不完善，福利水平低，在失業(yè)、醫(yī)療、養(yǎng)老、公積金等勞動(dòng)保障方面投入較少，這就加大了技術(shù)創(chuàng)新人才的不平衡感，因而一旦有企業(yè)愿意提供更高的工資、更好的福利待遇，他們就會(huì)另謀高就。
4．管理者的管理風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)。
首先，很多中小企業(yè)人才風(fēng)險(xiǎn)管理體制不健全，管理者人才管理風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)淡薄，沒(méi)有人才管理風(fēng)險(xiǎn)的經(jīng)驗(yàn)，缺乏人才流失的危機(jī)感。其次，一些中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新人才儲(chǔ)備量少。管理者不注重對(duì)技術(shù)創(chuàng)新人才“接班人”的培養(yǎng)，當(dāng)技術(shù)創(chuàng)新人才外流時(shí)企業(yè)的關(guān)鍵人才便會(huì)銜接不上。
5．企業(yè)發(fā)展前景。
相關(guān)調(diào)查結(jié)果顯示，技術(shù)創(chuàng)新人才在選擇就業(yè)單位時(shí)所考慮的因素中企業(yè)的發(fā)展前景最為重要，占樣本總量的38%，說(shuō)明員工是愿意與企業(yè)共同發(fā)展的。如果企業(yè)具有良好的發(fā)展前景，發(fā)展目標(biāo)明確，企業(yè)發(fā)展壯大會(huì)給員工提供更廣闊的發(fā)展空間，并且企業(yè)注重將這些信息傳遞給員工，便可起到激勵(lì)、穩(wěn)定員工的作用。與大型企業(yè)相比，中小企業(yè)在技術(shù)、資金擁有量、人才質(zhì)量、市場(chǎng)環(huán)境等方面處于劣勢(shì)。一些中小企業(yè)在面對(duì)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)或經(jīng)營(yíng)困難、決策失誤時(shí)，會(huì)使員工對(duì)企業(yè)的發(fā)展前景感到一片渺茫，進(jìn)而產(chǎn)生離職的想法。
(三)個(gè)人層面
1．工作現(xiàn)狀滿意度。
技術(shù)創(chuàng)新人才對(duì)目前工作狀況的滿意度主要包括:對(duì)工作環(huán)境的滿意度、對(duì)工資水平的滿意度、對(duì)期望與能力是否匹配的滿意度、對(duì)工作挑戰(zhàn)性的滿意度、對(duì)工作與生活是否平衡的滿意度、對(duì)個(gè)人發(fā)展的滿意度、對(duì)工作中人際關(guān)系的滿意度等，這些都是可能導(dǎo)致技術(shù)創(chuàng)新人才管理風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的因素。當(dāng)技術(shù)創(chuàng)新人才對(duì)當(dāng)前工作現(xiàn)狀有較高滿意度時(shí)，能提高團(tuán)隊(duì)成員的協(xié)同合作能力，調(diào)動(dòng)員工工作積極性，他們將會(huì)以飽滿的熱情、積極的態(tài)度完成本職工作，并為企業(yè)創(chuàng)造更多的價(jià)值;反之，當(dāng)他們對(duì)目前工作狀況有較低滿意度時(shí)，工作起來(lái)就會(huì)消極怠工，缺乏積極性和主動(dòng)性。
2．職業(yè)發(fā)展。
一般情況下，每個(gè)員工都會(huì)為自己設(shè)計(jì)職業(yè)生涯規(guī)劃。員工在企業(yè)工作一段時(shí)間后，如果企業(yè)能夠提供良好的發(fā)展空間和就業(yè)機(jī)會(huì)，員工的個(gè)人目標(biāo)能夠得以實(shí)現(xiàn)，他們就會(huì)愿意在本企業(yè)中繼續(xù)努力工作;反之則會(huì)離職。一些技術(shù)創(chuàng)新人才認(rèn)為在中小企業(yè)中很難實(shí)現(xiàn)他們的職業(yè)生涯規(guī)劃，因?yàn)橹行∑髽I(yè)對(duì)自身的發(fā)展計(jì)劃沒(méi)有明確的定位，同時(shí)不注重技術(shù)創(chuàng)新人才的職業(yè)發(fā)展，因此他們就會(huì)把流動(dòng)看成是實(shí)現(xiàn)自我職業(yè)發(fā)展的一條途徑。
3．忠誠(chéng)度。
相關(guān)調(diào)查顯示，企業(yè)發(fā)展前景是影響員工忠誠(chéng)度的最重要因素之一，回收的有效問(wèn)卷中有76%的被調(diào)查者認(rèn)為影響員工忠誠(chéng)度的因素是企業(yè)的發(fā)展前景。由此可見，員工比較看重企業(yè)的發(fā)展前景，并希望自己能與企業(yè)共同發(fā)展，實(shí)現(xiàn)共贏。一旦中小企業(yè)的發(fā)展出現(xiàn)問(wèn)題，技術(shù)創(chuàng)新人才對(duì)企業(yè)的認(rèn)同感便會(huì)下降，認(rèn)為在企業(yè)中得不到盡可能多的支持和更好的自我實(shí)現(xiàn)的機(jī)會(huì)，這時(shí)他們會(huì)選擇離開原來(lái)工作的企業(yè)。
4．家庭因素。
家庭因素也是影響技術(shù)創(chuàng)新人才流動(dòng)的原因之一。如果家庭對(duì)技術(shù)創(chuàng)新人才工作的依賴度較高，說(shuō)明其是家庭的主要經(jīng)濟(jì)來(lái)源，所承擔(dān)的家庭責(zé)任也較大。技術(shù)創(chuàng)新人才的人生目標(biāo)應(yīng)包括家庭目標(biāo)、生活目標(biāo)和財(cái)務(wù)目標(biāo)，不要一味地把財(cái)務(wù)目標(biāo)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(xué)或兩地分居等。在這種情況下，他們會(huì)傾向于選擇穩(wěn)定的工作，不會(huì)輕易離開就職單位，因?yàn)殡x職時(shí)他們要考慮家庭因素。
5．個(gè)人結(jié)構(gòu)因素。
有研究表明，年齡與人員流動(dòng)呈反方向變化的關(guān)系，年齡越小流動(dòng)率越大。這是因?yàn)槟贻p員工家庭負(fù)擔(dān)小，跳槽時(shí)考慮的機(jī)會(huì)成本小，所以流動(dòng)率高。隨著年齡的增長(zhǎng)，他們更愿意從事穩(wěn)定的工作，而很多中小企業(yè)很難為其提供穩(wěn)定的工作和相應(yīng)的福利待遇，這也是技術(shù)創(chuàng)新人才流動(dòng)的原因之一。中小企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新人才多是具有高學(xué)歷、高智商，接受過(guò)良好的系統(tǒng)教育，在某一方面擁有企業(yè)所需技能的人，當(dāng)企業(yè)所提供的工作崗位、待遇、工作環(huán)境等與自己的期望相差甚遠(yuǎn)時(shí)，他們很容易離開企業(yè)。
三、技術(shù)創(chuàng)新人才管理風(fēng)險(xiǎn)的規(guī)避
(一)加大政府政策支持
法國(guó)對(duì)增聘科技人員的中小企業(yè)給予一定的資金補(bǔ)助;德國(guó)對(duì)中小企業(yè)新聘科技人員的工資給予50%的支持，且在國(guó)家預(yù)算中撥出一定費(fèi)用用于科技人員的培訓(xùn);日本在京都及其他市區(qū)建立中小企業(yè)大學(xué)，專門為中小企業(yè)培訓(xùn)技術(shù)人員;美國(guó)在500多所高校為中小企業(yè)設(shè)立培訓(xùn)班?？梢妵?guó)外規(guī)避中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新人才管理風(fēng)險(xiǎn)的主要做法是鼓勵(lì)技術(shù)創(chuàng)新人才向中小企業(yè)流動(dòng)和幫助中小企業(yè)培養(yǎng)所需的技術(shù)創(chuàng)新人才。我們應(yīng)借鑒國(guó)外成功經(jīng)驗(yàn)，政府應(yīng)從本國(guó)實(shí)情出發(fā)，制定相應(yīng)的政策幫助中小企業(yè)解決人才困境。首先，可對(duì)聘用技術(shù)創(chuàng)新人才的中小企業(yè)和到中小企業(yè)就職的技術(shù)創(chuàng)新人才給予一定的補(bǔ)助金;其次，建立健全人才流動(dòng)的法律法規(guī)，完善人才市場(chǎng)、人事制度、保障制度，改變傳統(tǒng)的就業(yè)觀念;再次，鼓勵(lì)相應(yīng)的科研機(jī)構(gòu)、高校與中小企業(yè)建立“雙聯(lián)”，科研機(jī)構(gòu)定期派技術(shù)創(chuàng)新人才到中小企業(yè)指導(dǎo)工作，高校為中小企業(yè)委培其所需的技術(shù)創(chuàng)新人才;最后，設(shè)置專門的機(jī)構(gòu)為中小企業(yè)培養(yǎng)、培訓(xùn)技術(shù)創(chuàng)新人才。
(二)努力實(shí)現(xiàn)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(duì)的管理方式。剛性管理是以工作為核心，根據(jù)企業(yè)的工作需要，用規(guī)章制度強(qiáng)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(wù)，而較少考慮員工個(gè)人的主觀需要。柔性管理是從心理學(xué)和行為學(xué)的角度進(jìn)行研究，以人為中心，采取自愿的方式，在員工心理產(chǎn)生潛在的說(shuō)服力，使其自覺(jué)按照企業(yè)意志行動(dòng)的管理模式，從而起到挖掘人的潛能、調(diào)動(dòng)人的主動(dòng)性和創(chuàng)造性的作用。根據(jù)馬斯洛的需求層次理論，技術(shù)創(chuàng)新人才的需要應(yīng)該是尊重的需要、自我實(shí)現(xiàn)的需要這類高層次的需要，柔性管理恰好能滿足技術(shù)創(chuàng)新人才的高層次需要，更好地激發(fā)其工作動(dòng)力，充分發(fā)揮其潛能，增強(qiáng)員工的責(zé)任感。技術(shù)創(chuàng)新人才通常自尊心、工作獨(dú)立性都很強(qiáng)，不喜歡被剛性的、靈活性較差的管理體制所約束。相對(duì)而言，他們更喜歡在以人為本、能展現(xiàn)自己個(gè)性并發(fā)揮自己潛能的寬松環(huán)境中工作。“剛?cè)嵯酀?jì)”是現(xiàn)代管理方式發(fā)展的新趨勢(shì)，剛性管理是管理的前提和基礎(chǔ)，柔性管理是管理的“劑”。沒(méi)有體制機(jī)制的約束，柔性管理也難以執(zhí)行，二者的有機(jī)結(jié)合才是提高管理效率之道。對(duì)于中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新人才的管理而言，應(yīng)以剛性管理為基礎(chǔ)和前提，加大柔性管理的力度，努力實(shí)現(xiàn)柔性管理和剛性管理的匹配。
(三)實(shí)行全面薪酬管理
中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新人才現(xiàn)行的薪酬模式包括工資、獎(jiǎng)金和福利。中小企業(yè)為了吸引、留住和激勵(lì)技術(shù)創(chuàng)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(lì)不足的問(wèn)題。這說(shuō)明現(xiàn)行薪酬模式對(duì)技術(shù)創(chuàng)新人才的激勵(lì)存在局限性，有必要對(duì)其進(jìn)行改革。筆者建議實(shí)行全面薪酬管理。全面薪酬模式是在合理可行的運(yùn)作成本下，在保持總體薪酬水平基本不變的情況下，技術(shù)創(chuàng)新人才可自行選擇薪酬要素組合，并隨個(gè)人偏好和需求的變化周期性地給予重新選擇的機(jī)會(huì)，由此構(gòu)成一個(gè)不斷循環(huán)的過(guò)程，最大限度地滿足技術(shù)創(chuàng)新人才的個(gè)性化需求，達(dá)到薪酬水平與技術(shù)創(chuàng)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(shù)創(chuàng)新人才需要的角度出發(fā)，其構(gòu)成要素分為內(nèi)在薪酬和外在薪酬兩部分。外在薪酬的構(gòu)成主要分為固定薪酬、福利及其他以貨幣形式表現(xiàn)的浮動(dòng)薪酬方式三部分，這些構(gòu)成要素能滿足技術(shù)創(chuàng)新人才的低層次需要。內(nèi)在薪酬的構(gòu)成主要包括工作成就薪酬、個(gè)人發(fā)展薪酬和生活質(zhì)量報(bào)酬三部分，這些構(gòu)成要素能滿足技術(shù)創(chuàng)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(gè)性化需要為目的。在全面薪酬模式下，技術(shù)創(chuàng)新人才可在中小企業(yè)允許的范圍內(nèi)，根據(jù)自身興趣愛好及需要自主選擇薪酬要素組合，從而設(shè)計(jì)出令自己滿意的薪酬方案。中小企業(yè)對(duì)技術(shù)創(chuàng)新人才實(shí)行全面薪酬管理能使企業(yè)在保持薪酬支付成本不變的同時(shí)提高對(duì)技術(shù)創(chuàng)新人才的激勵(lì)，進(jìn)而提高技術(shù)創(chuàng)新人才的企業(yè)認(rèn)同感和凝聚力，最終增強(qiáng)企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。
(四)建立創(chuàng)新型企業(yè)文化
目前，很多中小企業(yè)并沒(méi)有真正建立自己的企業(yè)文化，更談不上依據(jù)良好的企業(yè)文化來(lái)增強(qiáng)員工的向心力，從而實(shí)現(xiàn)用文化留人。由此看見，中小企業(yè)有必要依據(jù)自身特點(diǎn)從自身實(shí)際情況出發(fā)建立起適合自己的企業(yè)文化。中小企業(yè)建立的創(chuàng)新型企業(yè)文化應(yīng)是一種以人為本的文化，以實(shí)現(xiàn)員工高層次需求為目的，培育技術(shù)創(chuàng)新人才的創(chuàng)新思想，并將創(chuàng)新思想轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新行動(dòng)，樹立在創(chuàng)新過(guò)程中允許失敗、在失敗中求創(chuàng)新的價(jià)值理念，企業(yè)內(nèi)部努力營(yíng)造良好的創(chuàng)新文化環(huán)境。創(chuàng)新型企業(yè)文化包括創(chuàng)新導(dǎo)向的企業(yè)價(jià)值觀、創(chuàng)新導(dǎo)向的制度文化和創(chuàng)新導(dǎo)向的組織氛圍等。技術(shù)創(chuàng)新人才有技術(shù)創(chuàng)新的欲望和能力，他們通過(guò)不斷創(chuàng)造新價(jià)值的方式來(lái)獲得企業(yè)認(rèn)可，實(shí)現(xiàn)自我價(jià)值。中小企業(yè)應(yīng)建立有利于調(diào)動(dòng)、培養(yǎng)和支持技術(shù)創(chuàng)新的文化氛圍或組織環(huán)境，為技術(shù)創(chuàng)新人才提供技術(shù)創(chuàng)新的機(jī)會(huì)，從而激發(fā)其從事技術(shù)創(chuàng)新活動(dòng)的積極性、主動(dòng)性，使他們能夠快速開展技術(shù)創(chuàng)新活動(dòng)。
(五)建立人才流失防范系統(tǒng)
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關(guān)鍵詞：上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人 青島大學(xué)碩士開題報(bào)告范文 青島論文 開題報(bào)告
一、 選題的目的和意義
據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)60 歲以上的老年人已有1.12 億。伴隨老齡化過(guò)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(jìn)而對(duì)日常的生活產(chǎn)生了種種不利的影響。此外，由于各種疾病而引起的肢體運(yùn)動(dòng)性障礙的病人也在顯著增加，與之相對(duì)的是通過(guò)人工或簡(jiǎn)單的醫(yī)療設(shè)備進(jìn)行的康復(fù)理療已經(jīng)遠(yuǎn)不能滿足患者的要求。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，這個(gè)特殊群體已得到更多人的關(guān)注，治療康復(fù)和服務(wù)于他們的產(chǎn)品技術(shù)和質(zhì)量也在相應(yīng)地提高，因此服務(wù)于四肢的康復(fù)機(jī)器人的研究和應(yīng)用有著廣闊的發(fā)展前景。
目前世界上手功能康復(fù)機(jī)器人的研究出于剛起步狀態(tài)，各種機(jī)器人產(chǎn)品更是少之又少，在國(guó)內(nèi)該領(lǐng)域中尚處于空白狀態(tài)，臨床應(yīng)用任重而道遠(yuǎn)，因此對(duì)手功能康復(fù)機(jī)器人的研究有廣闊的應(yīng)用前景和重要的科學(xué)意義。
目前大多數(shù)手功能康復(fù)設(shè)備存在以下一些問(wèn)題：康復(fù)訓(xùn)練過(guò)程中，缺乏對(duì)關(guān)節(jié)位置、關(guān)節(jié)速度的觀測(cè)和康復(fù)力的柔順控制，安全性能有待提高;大多數(shù)手功能康復(fù)設(shè)備沒(méi)有拇指的參與;感知功能差，對(duì)康復(fù)治療過(guò)程的力位信息和康復(fù)效果不能建立起有效地評(píng)價(jià)。本課題針對(duì)以上問(wèn)題，采用氣動(dòng)人工肌肉驅(qū)動(dòng)的手指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人實(shí)現(xiàn)手指康復(fù)訓(xùn)練的多自由度運(yùn)動(dòng)，不僅降低了設(shè)備成本，更重要的是提高了系統(tǒng)對(duì)人類自身的安全性和柔順性，且具有體積小，運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度和速度易調(diào)整等特點(diǎn)。
課題的研究思想符合實(shí)際國(guó)情和康復(fù)機(jī)器人對(duì)系統(tǒng)柔順性、安全性、輕巧性的高要求 。它將機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用于患者的手部運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)，研究一種柔順舒適、可穿戴的手功能康復(fù)機(jī)器人，輔助患者完成手部運(yùn)動(dòng)功能的重復(fù)訓(xùn)練，其輕便經(jīng)濟(jì)、穿卸方便，尤其適于家庭使用，既可為患者提供有效的康復(fù)訓(xùn)練，又不增加臨床醫(yī)療人員的負(fù)擔(dān)和衛(wèi)生保健。
綜上所述，氣動(dòng)人工肌肉驅(qū)動(dòng)手指康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的設(shè)計(jì)是氣壓驅(qū)動(dòng)與機(jī)器人技術(shù)相結(jié)合在康復(fù)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的新應(yīng)用，具有重要的科學(xué)意義。
二、 國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)
2.1 國(guó)外研究動(dòng)態(tài)
美國(guó)是研究氣動(dòng)肌肉機(jī)構(gòu)最多的國(guó)家，主要集中在大學(xué)。
華盛頓大學(xué)的生物機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室從生物學(xué)角度對(duì)氣動(dòng)肌肉的特性作了深入研究，從等效做功角度建模，并進(jìn)行失效機(jī)理分析，制作力假肢和仿人手臂用于脊椎反射運(yùn)動(dòng)控制研究。
vanderbilt 大學(xué)認(rèn)知機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室(cognitive robotics lab, crl)研制了首個(gè)采用氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)的爬墻機(jī)器人，并應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)智能機(jī)器人(intelligent soft-arm control, isac)的手臂。
伊利諾伊大學(xué)香檳分校的貝克曼研究所對(duì)圖像定位的5自由度soft arm 機(jī)械手采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行高精度位置控制和軌跡規(guī)劃。亞利桑那州立大學(xué)設(shè)計(jì)了并聯(lián)彈簧的新結(jié)構(gòu)氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)器，可以同時(shí)得到收縮力和推力，并與工業(yè)界合作開發(fā)了多種用于不同部位肌肉康復(fù)訓(xùn)練的小型醫(yī)療設(shè)備。
英國(guó)salford 大學(xué)高級(jí)機(jī)器人研究中心對(duì)氣動(dòng)肌肉的應(yīng)用作了長(zhǎng)期的系統(tǒng)研究，開發(fā)了用于核工業(yè)的操作手、靈巧手、仿人手臂以及便攜式氣源和集成化氣動(dòng)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(yuǎn)程控制。
法國(guó)國(guó)立應(yīng)用科學(xué)學(xué)院(instituted national dissidences appliqués, insa)研究了氣動(dòng)肌肉的動(dòng)靜態(tài)性能和多種控制策略，目前正在研制新型驅(qū)動(dòng)源的人工肌肉以及在遠(yuǎn)程醫(yī)療上的應(yīng)用。
比利時(shí)布魯塞爾自由大學(xué)制作了新型的折疊式氣動(dòng)肌肉用于驅(qū)動(dòng)兩足步行機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)控制。
日本bridgestone 公司在rubber tauter 之后又發(fā)明了多種不同結(jié)構(gòu)的氣動(dòng)肌肉。德國(guó)festoon 公司發(fā)明了適合工業(yè)應(yīng)用的氣動(dòng)肌腱fluidic muscle，壽命可達(dá)1000萬(wàn)次以上，同時(shí)還對(duì)氣動(dòng)肌肉的應(yīng)用作了許多令人耳目一新的工作。英國(guó)shadow 公司研制了目前世界上最先進(jìn)的仿人手。美國(guó)的kinetic muscles 公司與亞利桑那州立大學(xué)合作開發(fā)了多種用于肌肉康復(fù)訓(xùn)練的小型醫(yī)療設(shè)備。
lilly采用基于滑動(dòng)模的參數(shù)自適應(yīng)控制策略，實(shí)現(xiàn)了單氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)的關(guān)節(jié)位置控制。
2.2 國(guó)內(nèi)研究動(dòng)態(tài)
自20 世紀(jì)90 年代以來(lái)，我國(guó)陸續(xù)開始了氣動(dòng)肌肉的研究。
北京航空航天大學(xué)的宗光華較早開始?xì)鈩?dòng)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(duì)驅(qū)動(dòng)模型的影響，并應(yīng)用于五連桿并聯(lián)機(jī)構(gòu)，通過(guò)剛度調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)柔順控制。
上海交通大學(xué)的田社平等運(yùn)用零極點(diǎn)配置自適應(yīng)預(yù)測(cè)控制、非線性逆系統(tǒng)控制以及基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，實(shí)現(xiàn)單自由度關(guān)節(jié)的快速、高精度位置控制。
哈爾濱工業(yè)大學(xué)的王祖溫等分析了氣動(dòng)肌肉結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)性能的影響、氣動(dòng)肌肉的靜動(dòng)態(tài)剛度特性以及與生物肌肉的比較，提出將氣動(dòng)肌肉等效為變剛度彈簧，設(shè)計(jì)了氣動(dòng)肌肉驅(qū)動(dòng)的具有4 自由度的仿人手臂、外骨骼式力反饋數(shù)據(jù)手套和6 足機(jī)器人，采用輸入整形法解決關(guān)節(jié)階躍響應(yīng)殘余震蕩問(wèn)題。
北京理工大學(xué)的彭光正等先后進(jìn)行了單根人工肌肉、單個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)以及3 自由度球面并聯(lián)機(jī)器人的位置及力控制，采用了模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多種智能控制算法，并設(shè)計(jì)了6 足爬行機(jī)器人和17 自由度仿人五指靈巧手。
哈爾濱工業(yè)大學(xué)氣動(dòng)中心的隋立明博士也通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到了氣動(dòng)人工肌肉的一個(gè)更簡(jiǎn)潔的修正模型和經(jīng)驗(yàn)公式并對(duì)兩根氣動(dòng)人工肌肉組成的一個(gè)簡(jiǎn)單關(guān)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)建模和采用位置閉環(huán)的控制方法進(jìn)一步驗(yàn)證氣動(dòng)人工肌肉的模型。
上海交通大學(xué)的林良明也對(duì)氣動(dòng)人工肌肉的軌跡學(xué)習(xí)控制進(jìn)行了仿真研究給出了學(xué)習(xí)的收斂性的初步結(jié)論為下一步的學(xué)習(xí)控制奠定了基礎(chǔ)。其中田社平通過(guò)對(duì)氣動(dòng)人工肌肉收縮在頻率域上的數(shù)學(xué)模型并對(duì)它的結(jié)構(gòu)及其靜動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了理論分析建立了相應(yīng)的靜態(tài)力學(xué)方程。
2003年付大鵬等，以機(jī)械手抓取物體為分析對(duì)象，采用矩陣法來(lái)描述機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，以四階方陣變換三維空間點(diǎn)的齊次坐標(biāo)為基礎(chǔ)，將運(yùn)動(dòng)、變換和映射與矩陣計(jì)算聯(lián)系起來(lái)建立了機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型，并提出了機(jī)械手運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的新方法，這種方法對(duì)機(jī)械手的精密設(shè)計(jì)和計(jì)算具有普遍適用意義。
2005年車仁煒，呂廣明，陸念力對(duì)5自由度的康復(fù)機(jī)械手進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析，將等效有限元的方法應(yīng)用到開式的5自由度的康復(fù)機(jī)械手的動(dòng)力分析中，這種方法比傳統(tǒng)的分析方法建模效率高、簡(jiǎn)單快捷，極其適合現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的發(fā)展，的除了機(jī)械臂的動(dòng)力響應(yīng)曲線，為機(jī)械手的優(yōu)化設(shè)計(jì)及控制提供理論依據(jù)。
2008年北京聯(lián)合大學(xué)張麗霞，楊成志根據(jù)拿取非規(guī)則物品的任務(wù)要求，采用轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)相結(jié)合，設(shè)計(jì)了五指型機(jī)器手，手指彎曲電機(jī)與指間平衡電機(jī)耦合驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器手的多角度張開、抓握運(yùn)動(dòng)方式,對(duì)實(shí)用型仿人機(jī)器手的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)有參考意義。
2009年楊玉維等人對(duì)輪式懸架移動(dòng)2連桿柔性機(jī)械手進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)研究與仿真，。采用經(jīng)典瑞利.里茲法和浮動(dòng)坐標(biāo)法描述機(jī)械手彈性變形與參考運(yùn)動(dòng)間的動(dòng)力學(xué)耦合問(wèn)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(biāo)系下，以矩陣、矢量簡(jiǎn)潔的形式構(gòu)建了該移動(dòng)柔性機(jī)械手系統(tǒng)的完整動(dòng)力學(xué)模型并進(jìn)行仿真。
2009年羅志增，顧培民研究設(shè)計(jì)了一種單電機(jī)驅(qū)動(dòng)多指多關(guān)節(jié)機(jī)械手，能夠很好的實(shí)現(xiàn)靈巧、穩(wěn)妥的抓取物體，這個(gè)機(jī)械手共有4指12個(gè)關(guān)節(jié)。每個(gè)手指有3個(gè)指節(jié)，由兩個(gè)平行四邊形的指節(jié)結(jié)構(gòu)確保手指末端做平移運(yùn)動(dòng)，這種設(shè)計(jì)方案很好的實(shí)現(xiàn)了控制簡(jiǎn)單、抓握可靠的目的。
從目前來(lái)看，國(guó)內(nèi)對(duì)氣動(dòng)人工肌肉的研究仍處于剛起步的階段。有關(guān)氣動(dòng)人工肌肉的研究與國(guó)外還有相當(dāng)?shù)牟罹鄬?duì)氣動(dòng)人工肌肉中的許多問(wèn)題，還沒(méi)有進(jìn)行深入的研究。此外，采用氣動(dòng)人工肌肉作為機(jī)器人驅(qū)動(dòng)器的研究還不成熟。
三、 主要研究?jī)?nèi)容和解決的主要問(wèn)題
目前大多數(shù)手功能康復(fù)設(shè)備存在以下一些問(wèn)題:康復(fù)訓(xùn)練過(guò)程中，缺乏對(duì)關(guān)節(jié)位置、關(guān)節(jié)速度的觀測(cè)和康復(fù)力的柔順控制，安全性能有待提高;大多數(shù)手功能康復(fù)設(shè)備沒(méi)有拇指的參與;感知功能差，對(duì)康復(fù)治療過(guò)程的力位信息和康復(fù)效果不能建立起有效地評(píng)價(jià)。為此，課題主要研究?jī)?nèi)容：設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于穿戴，并且安全、柔順、低成本，使用方便的氣動(dòng)手功能康復(fù)設(shè)備。對(duì)氣動(dòng)手指康復(fù)系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、用mat lab軟件對(duì)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的康復(fù)治療過(guò)程的力位信息進(jìn)行仿真分析。
要實(shí)現(xiàn)上述的目標(biāo)，系統(tǒng)中需要著重解決的關(guān)鍵技術(shù)有：
(1)基于已有上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人外骨骼機(jī)械手機(jī)械結(jié)構(gòu)部分的設(shè)計(jì)，對(duì)手指康復(fù)訓(xùn)練方法分析和提煉。 主要包括：人手部的手指彎曲抓握動(dòng)作分析，氣壓驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)自由度的優(yōu)化配置。使機(jī)械手能夠?qū)崿F(xiàn)手指的彎曲、物體的抓握等手部癱瘓患者不能實(shí)現(xiàn)的動(dòng)作。
(2)對(duì)機(jī)器人機(jī)械機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。主要包括：氣壓驅(qū)動(dòng)的手指關(guān)節(jié)外骨骼機(jī)械機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。
(3)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的力位信息仿真。主要包括：用mat lab軟件進(jìn)行機(jī)器人氣壓驅(qū)動(dòng)終端的力位信息 仿真。
根據(jù)總體方案設(shè)計(jì)以及工作量的要求，外附骨骼機(jī)械手系統(tǒng)是上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的一部分，本文主要是研究手指康復(fù)機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)分析工作。
四、論文工作計(jì)劃與方案
論文工作計(jì)劃安排：
2010年9月——2011年6月準(zhǔn)備課題階段：
主要工作：學(xué)習(xí)當(dāng)今最先進(jìn)的機(jī)器人設(shè)計(jì)技術(shù);學(xué)習(xí)用matlab軟件進(jìn)行計(jì)算仿真及優(yōu)化，查閱國(guó)內(nèi)外的資料，對(duì)康復(fù)機(jī)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(shè)計(jì)，擬寫開題報(bào)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(jù)已有上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人外骨骼機(jī)械手機(jī)械結(jié)構(gòu)部分設(shè)計(jì)，對(duì)手指康復(fù)訓(xùn)練方法分析和提煉。研究手指康復(fù)機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)分析工作。
2012年8月——2012年12月課題后期階段
主要工作：對(duì)手指康復(fù)機(jī)器人進(jìn)行模擬仿真，對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步完善課題。
2013年1月——2013年4月結(jié)束課題階段
主要工作：整理相關(guān)資料，撰寫論文，準(zhǔn)備進(jìn)行畢業(yè)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(xué)位課與非學(xué)位課學(xué)習(xí)的同時(shí)，進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研，對(duì)手指康復(fù)機(jī)械手作初步了解。
2. 查閱資料，了解氣動(dòng)手指康復(fù)機(jī)器人的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀。
3. 分析已有上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人外骨骼機(jī)械手機(jī)械結(jié)構(gòu)的部分設(shè)計(jì)。
4. 對(duì)現(xiàn)有手指康復(fù)訓(xùn)練方法設(shè)計(jì)進(jìn)行分析和提煉，分析其優(yōu)缺點(diǎn)。
5. 開始具體設(shè)計(jì)工作。
【關(guān)鍵詞】水下機(jī)器人；視景仿真；運(yùn)動(dòng)模型；OGRE0.引言
發(fā)展海洋是新時(shí)代的必然趨勢(shì)，水下機(jī)器人對(duì)海洋開發(fā)、海洋調(diào)查測(cè)繪及相當(dāng)多水下作業(yè)都有舉足輕重的作用。水下機(jī)器人系統(tǒng)的研究和開發(fā)中，仿真技術(shù)可以縮短其研制周期、提高研發(fā)質(zhì)量和減少經(jīng)費(fèi)，避免因系統(tǒng)故障時(shí)導(dǎo)致其丟失的嚴(yán)重后果。三維視景仿真技術(shù)廣泛應(yīng)用于軍事、航海、航空航天、游戲及醫(yī)療等領(lǐng)域，是集圖形學(xué)、圖像處理、模式識(shí)別、網(wǎng)絡(luò)等計(jì)算機(jī)技術(shù)高度發(fā)展的一門綜合性技術(shù)。
3Dmax與OGRE（Open-source Graphics Rendering Engine）是近年來(lái)得到迅速發(fā)展的嵌入Windows三維模型仿真技術(shù)。它性能卓越，API具有良好的可移植性。本文通過(guò)3Dmax建模和OGRE 3D引擎作為仿真平臺(tái)，及Qt設(shè)計(jì)窗口，在Visual Studio2008環(huán)境下完成仿真。
首先配置好VS2008和OGRE開發(fā)環(huán)境，主要是一些插件和動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，定義OGRE將要使用的資源，選擇并設(shè)置渲染系統(tǒng)。通過(guò)初始化使用一些資源，并用這些建立一個(gè)場(chǎng)景，啟動(dòng)渲染循環(huán)。
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(kù)。一些特殊的如仿生魚水下機(jī)器人建立時(shí)圖形仿真時(shí)用到了自由變形計(jì)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(guò)Vega或者OpenGL再通過(guò)Visual studio編譯執(zhí)行寫好的虛擬現(xiàn)實(shí)代碼等來(lái)實(shí)現(xiàn)仿真，而且3D仿真大都需要進(jìn)行碰撞檢測(cè)。為了設(shè)計(jì)窗口的方便可能運(yùn)用MFC或其它工具來(lái)設(shè)計(jì)人機(jī)交互窗口，最終形成一個(gè)完整的仿真系統(tǒng)。
2.模型的建立
通過(guò)3Dmax所得到的水下機(jī)器人三維模型。
根據(jù)國(guó)際水池會(huì)議推薦，建立固定坐標(biāo)系（慣性坐標(biāo)系）和運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系（附體坐標(biāo)系）上圖的水下機(jī)器人也將按此坐標(biāo)系[1]。
由于完整的六自由度運(yùn)動(dòng)方程具有極強(qiáng)的非線性和耦合性，所以需要我們進(jìn)行解耦進(jìn)而進(jìn)行求解。對(duì)于方程的簡(jiǎn)化與求解大多數(shù)專家并沒(méi)有給出，不過(guò)我們通常根據(jù)不同的水下機(jī)器人的形狀等特點(diǎn)來(lái)適當(dāng)減少式中的未知量及個(gè)數(shù)，一般將各方向的運(yùn)動(dòng)都簡(jiǎn)化為平面運(yùn)動(dòng)。簡(jiǎn)化得到的方程式不但有的時(shí)候能讓我們更容易的得到未知量來(lái)實(shí)現(xiàn)仿真，而且對(duì)于水動(dòng)力系數(shù)等得求解也簡(jiǎn)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(jiǎn)化為一維的線性方程，再通過(guò)一些其他的算法來(lái)趨緊真實(shí)的結(jié)果。
水動(dòng)力模型相對(duì)復(fù)雜，最簡(jiǎn)單就是力、力矩對(duì)速度、加速度、舵角等的一階偏導(dǎo)數(shù)即線性流體水動(dòng)力導(dǎo)數(shù)。這里就不諸一列舉各項(xiàng)研究所用的水動(dòng)力方程，水動(dòng)力系數(shù)的選取與獲得現(xiàn)在一般是通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式、拖曳實(shí)驗(yàn)及CFD技術(shù)。其中拖曳實(shí)驗(yàn)應(yīng)該是最準(zhǔn)確的，但是它也受到實(shí)驗(yàn)環(huán)境及未知因素的影響。CFD技術(shù)已經(jīng)被張赫等人驗(yàn)證了其具有一定的準(zhǔn)確性[2]。
其中附加質(zhì)量及附加質(zhì)量所形成的力及力矩經(jīng)常被放到質(zhì)量矩陣?yán)锩?。張赫也提過(guò)用面緣法來(lái)對(duì)慣性水動(dòng)力系數(shù)進(jìn)行估算。張曉頻采用現(xiàn)有的比較成熟的商業(yè)流體力學(xué)軟件FLUENT模擬潛水器的粘性繞流流場(chǎng)，模擬阻力試驗(yàn)、斜航試驗(yàn)和平面運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)（PMM）試驗(yàn)，求解操縱性水動(dòng)力系數(shù)。建立多功能潛水器六自由度運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型，編寫仿真程序，預(yù)報(bào)其操縱性能[3]。
帶有均衡潛伏系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型的建立，推進(jìn)器的推力模型，舵的水動(dòng)力系數(shù)模型及升降系數(shù)模型，海流模型、海浪模型及帶纜的數(shù)學(xué)模型等。這些模型有的時(shí)候?qū)Ψ抡嫦到y(tǒng)的仿真結(jié)果影響不大，有的時(shí)候卻是起到主要影響作用，因此我們要視情況而定以達(dá)到仿真的最佳效果。梁宵構(gòu)建了舵、翼、槳聯(lián)合操縱的微小型水下機(jī)器人運(yùn)動(dòng)仿真系統(tǒng)，討論P(yáng)DCE運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及主要組成部分并通過(guò)外場(chǎng)試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證其可行性及可靠性[4]。
3.視景仿真的應(yīng)用
不論我們研究什么理論到最后都要進(jìn)行試驗(yàn)的驗(yàn)證，仿真就是為了使得試驗(yàn)更簡(jiǎn)單，更直觀，風(fēng)方便，甚至可以做到一些現(xiàn)實(shí)中無(wú)法做到的假設(shè)試驗(yàn)。
張赫過(guò)定常流動(dòng)和非定常流動(dòng)這兩種情況進(jìn)行不同試驗(yàn)形式的模擬計(jì)算，在得到模擬結(jié)果的同時(shí)，給出相應(yīng)循環(huán)水槽試驗(yàn)結(jié)果，最后做出對(duì)比結(jié)果的分析。其中定常運(yùn)動(dòng)包括模擬直航試驗(yàn)和模擬斜航試驗(yàn)，非定常試驗(yàn)包括模擬平面運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行的五種操縱性試驗(yàn)。最后在結(jié)論分析中對(duì)上述三種數(shù)值計(jì)算方法進(jìn)行了總體的比較和分析，并由試驗(yàn)結(jié)果給出了用于建立潛水器空間運(yùn)動(dòng)方程的各個(gè)系數(shù)。為了我們的研究需要，可以發(fā)揮我們自己的想象合理的去做仿真試驗(yàn)，會(huì)得到意想不到的好處與突破創(chuàng)新。
4.結(jié)論
建立了動(dòng)力學(xué)模型，研究了對(duì)象的水動(dòng)力性能，得到運(yùn)動(dòng)方程所需的水動(dòng)力、重力、浮力、推進(jìn)器作用力等，并在此基礎(chǔ)上建立了以推進(jìn)器為主要操縱方式的運(yùn)動(dòng)仿真系統(tǒng)，對(duì)水下機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)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(yàn)來(lái)獲得水下機(jī)器人的操縱性能、適航性及受力變化情況，還可以此來(lái)對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)上分析與設(shè)計(jì)。之后我們還可以將水下機(jī)器人的高度智能化進(jìn)行視景仿真來(lái)驗(yàn)證與設(shè)計(jì)。還可以對(duì)某些重要的系數(shù)進(jìn)行參數(shù)識(shí)別的仿真實(shí)驗(yàn)，還要繼續(xù)加強(qiáng)視景仿真的真實(shí)性，來(lái)適應(yīng)需求更高的仿真。 [科]
【參考文獻(xiàn)】
[1]賈欣樂(lè)，楊延生.船舶運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型.大連海事大學(xué)出版社，1999.
[2]張曉頻.多功能潛水其操縱性能與運(yùn)動(dòng)仿真研究.哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文，2008.
建立“創(chuàng)新型國(guó)家”是我們的國(guó)策;“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”是多年前已經(jīng)形成的共同認(rèn)識(shí);培養(yǎng)創(chuàng)新型人才是素質(zhì)教育改革的一個(gè)重要方面。很多理由讓我們了解到,為中小學(xué)生提供豐富的動(dòng)手實(shí)踐、科技創(chuàng)新的現(xiàn)代化技術(shù)裝備也應(yīng)是提高中小學(xué)裝備的重點(diǎn)。
實(shí)際上,經(jīng)過(guò)近幾年努力,普通中小學(xué)在這方面也有飛速發(fā)展。以本人所在的北京市昌平區(qū)前鋒學(xué)校為例。服務(wù)于“動(dòng)手實(shí)踐、科技創(chuàng)新”的教育裝備每年都在增加。現(xiàn)在,這些技術(shù)裝備已經(jīng)初步形成系列,可以很好地為學(xué)生提供動(dòng)手實(shí)踐、科技創(chuàng)新方面提供硬件支撐。
以“機(jī)器人”為例。2003年,前鋒學(xué)校自己用6萬(wàn)元購(gòu)置了紫光機(jī)器人套裝。此后,每年都投入一部分財(cái)力,補(bǔ)充器材。2009年更是利用市教委的?？钯?gòu)置了兩種共計(jì)25套現(xiàn)在主流的機(jī)器人教育套裝。有了這些硬件的支撐,前鋒學(xué)校從2003年開始,就在本校的小學(xué)、初中、高中分別成立興趣小組,開展了機(jī)器人活動(dòng)。也就是從2003年開始,前鋒學(xué)校機(jī)器人興趣小組的學(xué)生一次獲得全國(guó)二等獎(jiǎng),三次獲北京市一等獎(jiǎng),多人次獲市、區(qū)級(jí)其它獎(jiǎng)項(xiàng)。隨著在最近幾年機(jī)器人硬件數(shù)量、質(zhì)量的增加以及活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)的積累,前鋒學(xué)校將機(jī)器人開設(shè)成科技類校本課程,使更多的學(xué)生有機(jī)會(huì)體會(huì)現(xiàn)代技術(shù)魅力,有機(jī)會(huì)動(dòng)手搭建機(jī)器人、體驗(yàn)程序控制機(jī)器人、進(jìn)行機(jī)器人創(chuàng)新設(shè)計(jì)。
以輔導(dǎo)學(xué)生“科技創(chuàng)新”為例。我們知道創(chuàng)造潛能越早越容易激發(fā),在學(xué)生時(shí)代進(jìn)行小發(fā)明、小制作、小研究有助于將來(lái)他們成為科技方面的專家、學(xué)者,成為有突出貢獻(xiàn)的創(chuàng)新型人才。前鋒學(xué)校很早就認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)。從2000年購(gòu)置模型制作工具、海模、航模模型開始,每年都有計(jì)劃地添置工具、設(shè)備、儀表提高設(shè)計(jì)、制作、加工方面的水平。2005年北京市科協(xié)、教委在前鋒學(xué)校設(shè)立了“動(dòng)手做俱樂(lè)部”;2008年,上級(jí)在前鋒學(xué)校建設(shè)了“數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室”;2009年,前鋒學(xué)校利用市教委的專項(xiàng)資金購(gòu)置了太陽(yáng)能電池板80塊、遙控與接收機(jī)10套、曲線鋸10套、風(fēng)速計(jì)等多種用于學(xué)生創(chuàng)新與實(shí)踐的裝備。在這此硬件的支持下,很多學(xué)生都在教師的輔導(dǎo)下利用學(xué)校的工具、設(shè)備、專用實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行科技創(chuàng)新,每年都產(chǎn)生多項(xiàng)科技小論文、科技小發(fā)明。在北京市青少年科技創(chuàng)新大賽中,前鋒學(xué)校的學(xué)生有多次獲得二等獎(jiǎng)、三等獎(jiǎng)。在活動(dòng)中也有很多學(xué)生動(dòng)手制作的東西;實(shí)驗(yàn)的研究結(jié)論并不先進(jìn)不能獲獎(jiǎng),有的甚至是幼稚的、錯(cuò)誤的。但這些小發(fā)明、小論文對(duì)于他們的成長(zhǎng)、成材是一個(gè)重要的開端。所以鋒學(xué)校提供這么多的人力、裝備用于學(xué)生的科技創(chuàng)新,目的不是一定要獲獎(jiǎng),而是要使更多的孩子,更早的接觸創(chuàng)新、更早的激發(fā)創(chuàng)造潛能。
關(guān)鍵詞：機(jī)器人 奇異點(diǎn) 奇異路徑
中圖分類號(hào)：TP242 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）04（a）-0038-02
風(fēng)洞是在符合一定設(shè)計(jì)要求的管道系統(tǒng)內(nèi)用動(dòng)力裝置控制管道內(nèi)的氣流，采用風(fēng)洞模型支撐系統(tǒng)[1]。風(fēng)洞并聯(lián)模型支撐系統(tǒng)具有剛度大、承載能力強(qiáng)、誤差小、精度高、自重負(fù)荷比小、動(dòng)力性能好、控制容易等優(yōu)點(diǎn)，正引起世界各國(guó)研究人員的濃厚興趣[2]。要使得并聯(lián)支撐在各行各業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，需要對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)一步的研究，其中包括奇異性分析[3]。目前，一般的并聯(lián)機(jī)構(gòu)的奇異位形的研究，到目前為止仍沒(méi)有一個(gè)非常通用的方法。黃真[4]等學(xué)者采用的速度雅克比矩陣與力雅克比矩陣互為轉(zhuǎn)置的關(guān)系，對(duì)奇異位形進(jìn)行研究。本文也采用此種方法研究奇異位置處的運(yùn)動(dòng)可控性，從而提高并聯(lián)機(jī)構(gòu)的性能。
1 風(fēng)洞4_PUS并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化模型
風(fēng)洞4_PUS并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化模型如圖（1）所示，該機(jī)構(gòu)由直線導(dǎo)軌、四個(gè)帶有直線電機(jī)的滑塊、四個(gè)拉桿、動(dòng)平臺(tái)組成。四個(gè)拉桿的上端通過(guò)虎克鉸與滑塊相聯(lián)；下端通過(guò)球鉸與位于動(dòng)平臺(tái)對(duì)稱的四個(gè)端點(diǎn)、、、相聯(lián)。直線導(dǎo)軌位于、所在的直線上，四個(gè)滑塊由直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)沿著直線導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)模型的位姿變換。
由空間機(jī)構(gòu)學(xué)理論可知，運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的構(gòu)件數(shù)，所有運(yùn)動(dòng)構(gòu)件數(shù)之間的運(yùn)動(dòng)副總數(shù)，由球鉸數(shù)為4，虎克鉸數(shù)為4，移動(dòng)副數(shù)為4，轉(zhuǎn)動(dòng)副數(shù)為4，故運(yùn)動(dòng)副的相對(duì)自由度，則：
即本機(jī)構(gòu)的自由度數(shù)為4個(gè)。這四個(gè)自由度分別為繞X軸的轉(zhuǎn)動(dòng)、繞Y軸的轉(zhuǎn)動(dòng)、沿X軸的移動(dòng)、沿Z軸的移動(dòng)。
2 奇異位置分析
2.1 四自由度并聯(lián)機(jī)器人力雅克比矩陣
本文所研究的四自由度并聯(lián)機(jī)器人的機(jī)構(gòu)的桿的兩端的運(yùn)動(dòng)副均為球面副，機(jī)構(gòu)動(dòng)平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)力矢經(jīng)過(guò)上下球面副的中心，因此可以運(yùn)用螺旋理論建立機(jī)構(gòu)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(dòng)平臺(tái)的受力情況，4個(gè)拉桿上的力螺旋之和應(yīng)與動(dòng)平臺(tái)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(dòng)平臺(tái)上作用力的主矢，為動(dòng)平臺(tái)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(shù)。
（3）
依據(jù)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(lián)支撐機(jī)器人的力雅可比矩陣為：
（6）
2.2 奇異位置分析
依據(jù)機(jī)構(gòu)學(xué)中的重要定律：速度雅克比矩陣與力雅克比矩陣互為轉(zhuǎn)置。當(dāng)秩小于4時(shí)，機(jī)構(gòu)發(fā)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(shí)，機(jī)構(gòu)發(fā)生奇異。動(dòng)平臺(tái)的尺寸可以得到動(dòng)平臺(tái)與拉桿連接點(diǎn)在靜坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值如下：
（7）
（8）
（9）
由拉桿的長(zhǎng)度約束方程可得：
（10）
其中i=2，取正值，i=1，3，4時(shí)取負(fù)值。因此發(fā)生此種奇異時(shí)必有，，或。故這三個(gè)條件是判斷該類奇異是否發(fā)生的充分條件。
3 路徑優(yōu)化
以支鏈1為例進(jìn)行路徑優(yōu)化，動(dòng)平臺(tái)鉸點(diǎn)在全局坐標(biāo)系中的位置可表示為：
（11）
由充分條件可以得出，點(diǎn)在動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中經(jīng)過(guò)或者接近點(diǎn)時(shí)，隨著工作空間的變化，導(dǎo)致位姿軌跡變化呈現(xiàn)間斷式跳躍。要滿足點(diǎn)的位姿軌跡經(jīng)過(guò)或者接近，且位姿軌跡能夠連續(xù)運(yùn)動(dòng)，故引入優(yōu)化方程：
設(shè)為所引起的奇異點(diǎn)，設(shè)為以為中心、半徑為R的微小體積域，當(dāng)R很小且對(duì)位姿路徑精度影響不大能夠連續(xù)的運(yùn)動(dòng)，，建立的優(yōu)化方程如下：
（12）
顯然當(dāng)R越小時(shí)，位姿路徑精度越高，若要滿足最小位姿路徑，則應(yīng)該從方程（12）中選取球面的其中一條軌跡。球面上，球心對(duì)稱的兩點(diǎn)最短軌跡為半圓。過(guò)點(diǎn)作法向量的方程，則：
，
（13）
過(guò)點(diǎn)法平面向量為的空間平面方程為（動(dòng)點(diǎn)為）：
（14）
將（12）式和（14）式聯(lián)立可得到最優(yōu)路徑軌跡。
4 結(jié)語(yǔ)
該文提出了一種新型的風(fēng)洞4_PUS并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化模型，并在此基礎(chǔ)上對(duì)其奇異位置進(jìn)行了分析，然后對(duì)風(fēng)洞四自由度并聯(lián)機(jī)器人奇異位形進(jìn)行了研究，對(duì)四自由度并聯(lián)機(jī)器人的路徑優(yōu)化，使得可以按照指定的位姿路徑運(yùn)動(dòng)，并建立相關(guān)的優(yōu)化方程，用MATLAB仿真出優(yōu)化路徑的軌跡（圖2）。
參考文獻(xiàn)
[1] 張浩.六自由度并聯(lián)風(fēng)洞模型支撐系統(tǒng)機(jī)構(gòu)優(yōu)化[D].清華大學(xué)碩士學(xué)位論文，2011.
[2] 戰(zhàn)培國(guó).國(guó)外風(fēng)洞試驗(yàn)的新機(jī)制、新概念、新技術(shù)[J].流體力學(xué)實(shí)驗(yàn)與測(cè)量，2004，18（4）：2-6.
【關(guān)鍵詞】三輪全向機(jī)器人 運(yùn)動(dòng)控制 軌跡跟蹤 無(wú)刷直流電機(jī)
一、背景
三輪全向移動(dòng)機(jī)器人以其全方位的移動(dòng)方式在工業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域有著普遍的應(yīng)用，其運(yùn)動(dòng)的相關(guān)特性和控制技術(shù)也日臻完善。本文從削減硬件電路的角度出發(fā)，僅靠簡(jiǎn)單的比例控制使其運(yùn)動(dòng)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(dòng)機(jī)器人模型
三輪全向移動(dòng)機(jī)器人其驅(qū)動(dòng)輪由三個(gè)全向輪組成，徑向?qū)ΨQ安裝，各輪互成120°角，滾柱垂直于各主輪。三個(gè)全向輪的大小和質(zhì)量完全相同，而且由性能相同的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
（二）三輪全向移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型
（三）三輪全向移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)控制：
圖 2基于運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的分層控制框圖
圖2所示的是機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的分層控制系統(tǒng)框架，主要是分為上下兩層分別是機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的運(yùn)動(dòng)控制以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制。上層主要是對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)控制器轉(zhuǎn)達(dá)機(jī)器人相關(guān)的速度、基本信息的考慮，所以一般而言它是不需要考慮動(dòng)力學(xué)特征的，下層的驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制相對(duì)上層控制器是透明的。在模塊開發(fā)上面這兩層是可以區(qū)別開來(lái)的，可以分別進(jìn)行開發(fā)，這樣就可以運(yùn)用模塊的形式進(jìn)行開發(fā)，有利于節(jié)省時(shí)間提高效率，同時(shí)一定程度上也提高機(jī)器的整體的狀態(tài)，減輕設(shè)計(jì)難度，有利于控制算法的更新。
三、模型建立
（一）電機(jī)轉(zhuǎn)速模型和輸入曲線生成模型的建立
在進(jìn)行控制器設(shè)計(jì)之前，首先要對(duì)電機(jī)建模，這里選用的是瑞士的MAXON公司的無(wú)刷直流電機(jī)EC-4pole 30（ order number 305014）。
1.無(wú)刷直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，其等效電路如圖3所示：
圖3 無(wú)刷直流電機(jī)等效電路圖
三相（無(wú)中線）無(wú)刷直流電機(jī)的瞬態(tài)電壓方程：
然后根據(jù)無(wú)刷直流電機(jī)的特性可以得出以下三個(gè)方程：
電壓方程：
轉(zhuǎn)矩方程：
運(yùn)動(dòng)方程：
2.Matlab的建模實(shí)現(xiàn)
Matlab的建模實(shí)際上就是以上公式得仿真實(shí)現(xiàn)，根據(jù)模塊化建模思想，將控制系統(tǒng)分割為各個(gè)功能獨(dú)立的子模塊，主要包括：電機(jī)本體模塊、反電動(dòng)勢(shì)構(gòu)造模塊、邏輯換相模塊。
3.無(wú)刷直流電機(jī)仿真模型的驗(yàn)證
（二）運(yùn)動(dòng)學(xué)模塊的建立
（三）機(jī)器人運(yùn)動(dòng)圖像的輸出
（四）控制器的設(shè)計(jì)
在設(shè)計(jì)控制器時(shí)我們沒(méi)有考慮底層控制器，直接由控制器產(chǎn)生電壓的信號(hào)輸出。在實(shí)際應(yīng)用中由于底層控制器與驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電路相連，底層控制器往往會(huì)因?yàn)殡姍C(jī)的過(guò)載等情況而燒毀。本文模型跳過(guò)底層控制器，直接采用比例控制的方法對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制。
以下是完整的simulink控制框圖：
參考文獻(xiàn)：
