机器人实验室十篇

机器人实验室篇1

关键词：计算机科学与技术；人工智能；智能机器人；实验室建设

智能机器人作为一个最为典型的工程系统对象，涵盖了机械、电气、信息、通讯、控制、系统等所有现代工程专业的内容，因此机器人作为一个典型的系统对象，是所有创新工程专业教育改革的理想载体，可以贯穿工程训练、专业基础教育和专业创新教育的全过程，是教学实验和研究的最理想的平台。智能机器人实验室是一个涉及多学科，测、控充分结合的实验室，集各种传感与执行机构于一体，又是一个测控一体化的综合实验对象。

首都师范大学智能机器人实验室是专门服务于智能科学与技术专业本科教学和实践的系统平台，是高年级智能机器人、模式识别等专业课程的实践创新基地。经过近10年的建设发展，我们在实验室建设、实验体系研究、目标定位等方面积累了一定的经验。

1 实验室建设定位和配置

智能机器人与模式识别是智能科学与技术专业的特色，其中，智能机器人重点培养学生在智能机器人设计与开发、智能机器人传感器技术、智能控制、多传感器信息采集与融合等方面的实际应用能力；模式识别是基于信号处理、人工智能、计算机等技术，用机器代替人去识别和辨识客观事物，用数学技术方法来研究模式的自动处理和判读的学科内容，其相关系统理论和方法的研究近年来迅速发展，因此实验室的建设主要围绕这两门课程的实践教学和科研活动展开。

实验室自2005年创建，占地面积约150m2。根据教学实践需要，实验室设备配置包括通用计算机系统、小型组足球机器人、轮式智能移动机器人平台、大学生创新实践中级套件、示教型教学工业机器人、各种传感器等。软件系统包括Matlab、机器人编程系统、通用编程语言环境、模式识别工具箱等，在这些设备的基础上，开展智能科学与技术的实践教学。随着设备的老化，根据课程发展的需要，实验室即将购进人形机器人、灭火机器人、游历机器人以及自主设计机器人的各类配件。

2 实验室创新实验体系

2.1 通用创新实验体系

根据智能科学与技术的学科特点，智能机器人实验室提供循序渐进的系统训练课程：初级课程、中级课程、高级课程，具体开课情况见表1。

（1）针对低年级学生的系统化基础工程训练：学生可以利用该平台，进行学科基本能力的培养，包括计算思维能力、算法设计与分析能力、程序设计能力、开发应用能力等；并能够动手组装和调试简单电路；编写控制软件；获得全方位的、系统化的基础工程训练。

（2）针对中年级学生：可以利用该平台，进行系统能力的培养，要求学生能够站在系统的全局去看问题、分析问题和解决问题，从而更加深入地学习并实践自动控制、电子电路、微机原理接口技术及应用、单片机原理与应用等学科知识与试验学习结合起来。

（3）针对高年级学生：利用该平台，深入研究目前前沿的学科知识，进行人工智能、图像处理、语音识别、机器人自主导航、运动控制、机械设计、机械电子学、电机拖动、机器人学、自动控制、数字控制、先进控制、智能控制、传感器、传感器信息融合、信号处理、模式识别、人工智能、面向对象编程、软件工程、图像处理、语音识别、神经网络、遗传算法等多学科的研究验证，进行创新能力培养。

2.2 智能机器人课程实践教学体系

智能机器人是首都师范大学智能科学与技术高年级学生的重要专业课程，涉及的学科范围包括力学、机器人拓扑学、机械学、电子与微电子学、控制论、计算机、生物学、人工智能、系统工程等诸多课程，是理论性、实践性和综合性很强的课程，也是培养学生具有机械设计能力、能够直接解决实际问题的课程。该课程授课课时为36学时，实验课时为36学时，达到了1：1的比例。

第一阶段，教师以最为典型的能力风暴机器人、示教—再现机器人为教学对象，让学生掌握基本程序的编制，掌握电机的控制方法，掌握最简系统的组装、编程、调试的方法，能够实现基本系统的各种控制，实现机器人走正方形、机器人边唱边跳等经典控制项目，从而对机构设计、软件编制以及优化有一定的认识。

第二阶段，设计和开发自己的机器人运动机构，完成机器人综合组装、调试工作，在第一阶段的基础上增加一些标准传感器知识，学生可以通过对典型传感器，如红外传感器、光敏传感器、碰撞开关、光电编码器等使用学习，完成机器人跟人走、避障等实验。另外，学生熟练掌握完整智能控制系统的编程与应用方法，为拓展其他各种传感器与功能模块的应用打下基础。

第三阶段，学生可以在以上基础上增加其他各种扩展芯片、传感器、大学生创新模块套件及执行机构，熟练应用不同传感器，设计方案以及试验环境来实现不同功能，例如完成语音控制机器人小车、加工车床等试验。通过这个环节，学生可以深入掌握不同传感器及执行机构的工作原理与应用方法，培养学生解决实际问题的能力。

第四阶段，面向竞赛和学生科研课题，学生独立进行自主创意或完成指定项目的设计。在这个阶段，学生可以对人工智能、图像处理、自主导航、遗传算法等前沿学科进行深入研究及验证，例如火星陨石标本采集概念机器人的设计、智能图书存取系统设计等。

2.3 模式识别课程实践教学体系

模式识别课程是首都师范大学智能科学与技术高年级学生的重要专业课程，其目的是通过对模式识别基本理论、概念和方法的学习，使学生能够灵活运用所学知识，借助计算机解决实际工程应用中的自动识别问题，其主要任务是使学生掌握对物体进行分类的有关理论和方法。实验课是本课程重要的教学环节，目的是使学生掌握模式识别基本分类方法的算法设计及其验证方法。提高学生分析问题、解决问题的能力。本课程授课课时36学时，实验课时时。

第一类实验是安装并使用模式识别工具箱。本次实验可以让学生了解模式识别软件的具体形态、基本设置以及运行流程，了解基本识别方法的工作过程。

第二类实验使用常用分类算法进行实验，例如，贝叶斯分类算法的原理和使用、最近邻算法的分析试验。

第三类实验为课程设计，例如用支持向量机进行人脸识别。本次实验可以让学生掌握支持向量机的运行机理、参数选择与快速算法等，了解在实际分类中学习样本库的重要性。

3 实验室发展成果

3.1 提高科研水平，促进实验室良性发展

实践证明，科研项目的研究对改善学科软硬件条件作用重大。在带动实验室建设上，科研课题以优势、特色学科为基地，购置大量先进的仪器设备，构建起坚实的实验条件，在完成科研任务的同时，转化为学科教学、科研发展的基础设施，为培养高水平本科人才提供物质支撑。首都师范大学智能科学与技术专业先后申请主持国家自然科学基金项目等部级项目4项、省部级项目近20项，校级项目若干，发表包括SCI、EI检索在内的学术论文一百多篇，从而极大促进了智能机器人的实验室建设，为实验室的长期发展创造坚实的物质基础和持续的科研动力。

3.2 开展学生科研，培养学生创新能力

智能科学与技术专业坚持以智能机器人实验室为依托，鼓励学生申报、开展各级各类学生科研项目，进行专业实习、完成毕业设计，并按照本科生的学习发展阶段，为学生规划科研申报体系，如图1所示。

近四年来，我们积极组织学生申请全国级大学生创新实验计划6项，参与学生近30人。申请校级各类学生科研项目近20项，参与学生近百人。通过有组织地、循序渐进地开展学生科研，学生极大地发挥了钻研精神和创新能力。

3.3 通过学科竞赛，调动学生实践积极性

实验室为学生提供了一个开放的平台，并以培养学生的创新思维、科研素质和实践能力为目标，为学生的成长提供良好的条件。学科竞赛富有挑战性、探索性和趣味性，是学生综合能力培养的重要手段。参赛的过程，就是学生独立分析问题、解决问题的能力得到锻炼和提升的过程。近年来，学校通过组织学生参与竞赛，先后获得2012年全国大学生仿真比赛一等奖、2011年全国大学生仿真比赛二等奖2项、历年全国Scilab竞赛二等奖以上奖项；学生设计的“火星陨石碎片采集概念机器人”“智能图书归还平台”分别获得2011年全国首届大学生智能设计竞赛二等奖；学生设计的智能小车获得2012年北京市挑战杯二等奖。

机器人实验室篇2

关键词 实验室；仪器设备；开放共享；现状；对策

中图分类号 G311 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）19-0287-01

Abstract The opening and sharing of laboratory instrument and equipment is very important for scientific research institutions to improve the ability of scientific and technological innovation.By analyzing the current management situations of the laboratory equipment opening and sharing，the main problems were expounded，a series of management countermeasures were put forward，including the integration and optimization of resources，improving the management system，operational mechanism innovation，strengthening the construction of talent team and strengthening cooperation and exchanges.

Key words laboratory；instrument and equipment；opening and sharing；situation；countermeasures

仪器设备是实验室的重要科技资源[1-6]，是开展科学研究和科技创新的前提和基础，也是科研院校提升核心竞争力的主要抓手。近年来，我国不断增加对科技的投入，科研院校的实验室建设力度得到不断加强，购置仪器设备的规模和档次也得到不断提升[1-7]。然而，与此不相协调的是，诸如仪器设备利用率不高、分布不均衡的现象却在日益凸显。因此，合理、有效地利用仪器设备资源，推进开放共享管理以充分发挥其效益，已成为当前实验室管理工作的重中之重。

1 实验室仪器设备开放共享管理现状

近年来，实验室仪器设备开放共享已成为各个科研院校的新课题。为了促进仪器设备开放共享，我国有很多地区的科研院校进行了一定程度的探索和积极的尝试，并取得了初步的成效[2]。然而，从总体上来看，当前仪器设备的开放共享管理还有待进一步提高，主要存在以下问题。

1.1 开放共享机制不够完善

虽然部分实验室拥有高精尖的大型仪器设备[4-6，8-9]，但由于体制机制不同，难以推进开放共享工作，致使部分仪器设备利用率偏低。当前实验室仪器设备开放共享管理机制还缺乏系统性，许多仪器设备归属不同主管部门，呈现明显的条块分割、各自为政现象，各部门相互协调存在一定难度。

1.2 开放共享力度略显不足

仅靠市场化服务难以维持部分仪器设备的较高的运行维护成本，需要政府给予扶持，但由于每年投入的运行经费尚不充足，每年仅能在有限范围内对部分仪器设备进行奖励和补贴[1-6]，使用单位的根本问题难以解决，从而导致对外开放共享的积极性不能得到有效调动。除此之外，受传统观念等的影响，部分实验室还没有形成足够的开放共享贵重仪器设备的力度，尤其对于高精尖的大型仪器设备，协作共享较少[3]。

1.3 对实验室工作人员不够重视

现阶段，实验室建设偏重硬件建设，对实验室工作人员缺乏足够的重视[2-5]。工资待遇偏低，职称晋升相对困难，再加上缺乏绩效评价机制，导致很难吸引高技能、高学历的专业技术人才到实验室工作，缺乏能够承担仪器设备管理、运行、维护以及保养的人才[3]。

2 对策

2.1 完善开放共享管理制度

要建立健全仪器设备管理的各项规章制度，如贵重仪器购置专家论证制度、实验室开放共享管理办法、实验室各类人员岗位职责、大型仪器设备管理办法等[3]。同时，抓好相关制度的落实和执行，以使这些制度充分发挥作用。

2.2 整合优化仪器设备资源，加强合作与交流

在仪器设备开放共享过程中，全面清查梳理实验室现有的仪器设备、实验用房、承担的科研项目、人员和经费等情况[1]，优化整合学科相关、功能相近的实验室[4-8]，集中管理各实验室的人、财、物，打破学科、专业界限，以实现实验室的最佳建设效益[9]。仪器设备使用单位应当加强内部各部门间的合作与交流，建立并完善仪器设备管理系统，统一安排和调度仪器设备，扩大仪器设备的使用范围[1-6]，充分共享仪器设备，最大限度地利用实验场地和设备资源。同时，也要不断加强与其他单位在技术和科研方面的合作与交流。

2.3 加强实验技术人员的管理和培训

实验技术人员是仪器设备的直接管理者和使用者，是实验室工作的中坚力量。为此，实验室必须将资源共享与人才队伍建设有机结合起来，形成互动发展，以保证仪器设备开放共享长期进行下去。一是要重视引入和使用高素质实验人才，提升实验室工作人员的地位和待遇；二是为充分调动和发挥实验人员的主动性和创造性，要创新实验室专职人员激励与评价机制[3-6]，健全以品德、能力和业绩为重点的人才评价、选拔任用和激励保障机制；三是要鼓励实验技术人员在完成本职工作的前提下，积极参加各类进修和学习，不断提高理论水平与实践技能；四是为深入挖掘仪器设备的工作潜力，带动实验技术队伍水平的整体提升，要针对大型仪器设备的使用与功能开发，定期组织开展高层次、多渠道、多形式的培训活动[3-5]，不定期开展一些活动（如研讨会、论坛和协作研究等）。

2.4 创新开放共享运行机制

各个科研院校要依据自身学科特点，整合分散建设、分散管理的实验室，组建功能齐全、布局合理、集中管理、结构完整的现代化实验室，实行中心化管理，形成实验室管理体制。同时，要创新仪器设备开放共享机制，建立并完善开放共享管理系统，网上公布开放共享的仪器设备、实验项目、开放时间等信息，形成网络化、信息化、开放式的管理运行机制。

3 结语

实验室仪器设备开放共享对于科研院校提升科技创新能力具有非常重要的作用，积极推进仪器设备开放共享，有助于促进科研院校实验室由传统发展模式向现展模式转变[3，5-8]，有助于科技资源的合理有效配置，以及仪器设备使用率的不断提高，增进实验室建设效益。然而，实验室仪器设备开放共享作为一项涉及面广、环节多、关联密切、管理内容和方法处于动态与发展的系统工程，当前在实施中仍然存在诸多问题。因此，作为实验室管理部门，需要不断探索出更加科学、合理、高效的仪器设备开放共享策略和方法，不断创新管理体制和运行机制，以实现实验室建设的跨越式发展[1]。

4 参考文献

[1] 李建辉，刘丽丽.实验室仪器设备科学管理策略[J].农业科技通讯，2016（3）：21-22.

[2] 张原，李鑫.资源共享与实验室科学内涵式发展[J].实验室研究与探索，2010（4）：151-154.

[3] 潘蕾.基于资源共享的实验室管理体制改革与实践[J].实验技术与管理，2010（12）：205-207.

[4] 潘蕾.提高实验室投资效益的研究与实践[J].实验室研究与探索，2008（2）：119-122.

[5] 孟庆如，孙兴莲，徐琴平，等.江苏大型科学仪器设备资源开放共享现状分析与发展建议[J].江苏教育学院学报（自然科学），2013（1）：24-25.

[6] 龚美娟，孙兴莲，徐琴平，等.高校校级仪器设备开放共享管理平台的建设初探[J].江苏教育学院学报（自然科学版），2012（4）：49-51.

[7] 陆建玲，秦娟，夏春阳，等.建设大型科学仪器设备资源共享服务平台的实践与思考[J].科技管理研究，2007，27（9）：89-91.

机器人实验室篇3

基于手机WIFI的智能实验室管理系统主要由手机终端、Internet服务器、WIFI无线路由器、GPRS通道和智能实验室终端五大部分组成。智能实验室终端负责对实验室数据的实时采集和发送，通过各类传感器模块完成对实验室各类数据的采集，并将数据发送给WIFI无线路由器或GPRS通道，同时，智能实验室也接受二者发送的控制命令，并由底层控制器完成对实验室的实时控制；WIFI无线路由器负责与智能实验室和Internet服务器进行便捷快速通信，实现数据信息和控制命令的传输；手机终端通过安装客户端软件，可以通过在WIFI覆盖的环境下查看实验室的实时音视频状况，也能通过发送指令完成对实验室内设备的远程控制；GPRS通道作为补充通信模式，当用户没有处于WIFI覆盖的环境下，可以使用GPRS通道完成对实验室的远程控制。

2智能实验室终端的设计

基于手机WIFI的智能实验室管理系统通过各个子系统协同合作，完成整体功能，其中智能实验室终端部分是本系统的关键所在，以PIC16F690单片机做为主控芯片，由门禁管理、音频视频监控、安防报警、实验设备控制、无线通讯等子系统组成。

2.1门禁管理

门禁管理功能的实现主要依靠RFID技术。该系统通过RFID模块读取学生或教师持有的校园卡信息，并与内部事先写入的信息做比较，当信息完全吻合时，PIC单片机控制电子锁，将门打开，从而实现了对进入实验室人员的身份验证和控制，保证了实验室的财产安全。门禁管理子系统使用的RFID模块采用NXP公司研发的非接触式智能卡读写芯片MFRC531，MFRC531利用最新的调制解调技术，支持13.56MHZ下各种类型的非接触式被动通信协议，波特率最高可达424kb/s，使用5V电源供电，采用SPI接口与PCI单片机进行通信。

2.2音视频监控

音视频监控子系统主要为了实现对实验室的实时监控，不仅可以增强实验室的安防报警能力，还能实现对学生实验过程的实时监控，预防危险发生，减轻实验指导老师的工作负担。该系统采用市面上普遍销售使用的USB摄像头作为视频数据采集装置，采用声音采集器作为音频数据的采集装置。USB摄像头选用Gsou/极速A20，内置高性能CMOS感光元件，免驱动，像素高达1200万，最大分辨率为1600x1200，具有图像清晰，价格适中的特点；声音采集器则选用新型国产LY—901LS拾音器，具有音色纯正，音域宽广的特点。

2.3安防报警

实验室的安防问题一向备受重视，本智能实验室管理系统通过各个环境参数传感器的相互配合，实现实验室智能安防报警的功能。安防报警系统主要包含温湿度检测，人体红外检测，火灾检测和报警功能，使用的传感器主要有AM2301温湿度传感器、R2868火光传感器、NAP-07烟雾传感器、RE2008B热释红外传感器，报警方式包括现场灯光声音报警和远程手机客户端报警两种。

2.4实验设备控制

由于实验室种类及内部的实验设备多种多样，因此本系统只提出一种使用最为广泛的控制模式，实际应用过程中可以根据设备特点进行改造。实验室设备控制系统主要由RE2008B热释红外传感器、PIC单片机和各类继电器组成，实现长时间无人情况下自动断电的功能，不仅节约电能，延长实验设备寿命，还能有效预防火灾的发生。热释红外传感器通过检测实验室内人体红外信号，来判断实验室内是否有人。

2.5无线通讯

中央PIC单片机作为各个子系统的上位机，通过串口的方式与下位机进行通信，从而实现数据和指令的收发，中央PIC单片机则通过WIFI模块和GPRS模块实现与手机客户端的通信。由中央PIC单片机、WIFI模块及GPRS模块组成的无线通讯系统接收由门禁管理、音视频监控、安防报警、实验设备控制等子系统发送的数据，该系统将这些数据通过WIFI模块或者GPRS模块发送给管理员，以供查看并做出决定。手机客户端将管理员的指令通过Internet网络或者GPRS通道发送给无线通讯系统，无线通讯系统负责将指令发送给相应的子系统，从而完成对各个子系统的控制。

3手机客户端软件设计

手机客户端软件是以Android为平台，使用AndroidSDK开发包，在Eclipse集成开发环境下进行开发的，该软件的设计主要包含三个方面：登录功能设计、控制功能设计、手机联网设计。为了防止因手机意外丢失造成的管理权限泄露的现象，必须设计登录功能。通过输入用户名和密码的方式实现身份的识别验证，只有验证通过后，用户才能进入控制界面。登录功能的设计不仅加强了系统的安全性，也便于实现多人共同管理。手机联网的设计则是通过调用SDK开发包中的WIFI程序模块以及GPRS程序模块，并根据实际需求进行改编后实现的，从而实现手机客户端软件与实验室控制终端的连接。

4结束语

机器人实验室篇4

关键词： 云桌面；实验室；资源；优化

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）16-0040-02

计算机技术的突飞猛进，高校的教育教学与计算机互联网的关系越来越密切，理工科专业的学习更是无法离开计算机，现代化教学中，计算机已经成为重要的工具之一。近些年来，大量人力物力对高校中的计算机实验室的投入，充分证明了实践教学中对于计算机的需求和重要性。投入使用后的计算机实验室，日益突出的问题是维护和管理问题。从维护的角度上来看，高校的计算机数量是相当多的，其故障明显也是很多，也就说明其工作量越来越大；从管理和规划的角度上讲，专业实验室是比较独立的，主要表现出来的问题是实验室资源共享不足和实验室的重复建设，这些都是需要迫切解决的问题。除了这之外，大幅度增加的传统实验室庞大的计算机数量对于能源消耗也是一种增加，也是对一些能源消耗问题进行暴露。

为了加大对于高校的低碳化管理的奖励力度，在2008年的时候，《关于推进高等学校节约型校园建设进一步加强高等学校节能节水工作的意见》的颁布推广，将实验室在建设过程中的运营成本充分考虑在内，使其实验室尽可能的低碳化。

在政府的公共服务机构日益增多的应用是计算机虚拟技术，现在在高校中也进行引用了。有效整合计算机软硬件资源，对于实验室重复建设减少，实验室维护成本进行充分降低的技术是虚拟化技术，它能给实验室带来管理优势，但是这项技术在高校中普及率并不是很高，需要进一步研究的是实验室融合和资源优化。一般情况下分离的是高校实验室的维护人员与服务器管理人员，具有较高的技术的是虚拟化技术要求工作人员，对于悉服务器的相关知识进行熟悉。

1 对桌面云的实验室的建设

1.1 虚拟化的服务器

服务虚拟技术是用来分离服务器的软硬件的，对于那些分散的服务器资源进行集中化管理，硬件资源池进行有效的形成，对各个服务或应用之间的资源需求进行动态分配，对于计算机资源也是一种节约，计算机性能也是一种提升。在软件层面的虚拟化技术其能力是全面整合的，计算机设备与软件应用之间的分离也是一种有效的实现。“一虚多”的技术主要是指把一台物理服务器虚拟化为多台逻辑服务器在高校实验室中应用起来，主要使用的技术是服务器虚拟化技术。

通过对服务器虚拟化软件将服务器虚拟成多个教学平台的利用，实现不同专业和课程的需求的针对性优化。定期进行虚拟桌面的虚拟化软件的消耗，新学期开始初期，高校务必需要将实验教学的任务和环境准备好，探讨虚拟服务器的利用率的方法。

把每个实验室的相应数量的虚拟机进行规划是桌面云建设必须需要的，主要基准是实验室的教学需求，选择性的进行虚拟主机选择，完整的应用软件（含操作系统和教学软件）应该在住集中进行完整安装，在虚拟机中主要运行的是操作系统和软件等数据，把其他的虚拟机规划好之后进行同步数据。基于桌面云的实验室虚拟机安装基本流程图如下。

因为软件安装、维护全部集中在服务器上，桌面实验室主要是为了方便管理，对于应用软件的重复安装是一种降低，但是提出较高要求的是对服务器资源的使用率和实验室管理人员的要求。

2 虚拟化的客户机

站在应用领域的角度上讲，虚拟化技术的一种应用也就是桌面虚拟化。（Virtual Desktop Infrastructure，VDI）即桌面虚拟化技术，也就是一种基于服务器的计算模型，借用传统的瘦客户端模型，多面的桌面虚拟机是虚拟服务器的目的结果，瘦客户端实在用户面前展示的，数据主要集中在服务器当中，用户的操作如同普通的PC机一样的。基于桌面云的客户机主要接入方式，一个是专业瘦客户端，内置相应的远程桌面接入协议主要是由提供商来进行的，相对便捷的是操作和配置，不需要在本地继续宁额外的安装操作系统，开销很低的是本地资源，比普通 PC 机长的是服务年限。云终端也就是传统意义上的专业客户端，比普通 PC 便宜近一半的单价是相当诱惑人的，比普通 PC 低近十倍的是它的运行功耗；再者就是普通的PC，桌面虚拟化的版本主要是Web 方式或安装与服务器对应的，对于客户端软件和远程桌面协议进行桌面虚拟化，对于本地操作系统的运行的支持主要是一定的硬盘空间和计算资源，集中在服务器上的是计算；实现硬盘上操作系统和应用程序的分离的技术是将普通 PC 结合无盘工作站技术；同样也可以访问虚拟化系统通过学生自带笔记本电脑通过配置 VMware View 客户。

3 网络系统建设的虚拟化

在桌面云建设的实验室中形成的空间上的物理隔离，主要存在在客户端和服务端，主要通过网络系统承载的是客户端与服务器的交互，虚拟化技术的关键是中间网络传输；网络故障的出现，主要会导致服务器与客户端连接不到位，容易瘫痪的是实验教学。传统的实验室网络拓扑图，如下图。

通过单一链路通讯将实验室与服务器进行链接，当网络发生鼓掌的时候，网络拥塞也会使服务器与实验室之间的网络自动断开。网络的承载能力的加强和通讯的持续稳定性也是一种增强。并且要保持稳定其通讯，需要使用备份连接的是基于桌面云建设的实验室网络，网络的健壮性需要提升，下图是交换机冗余链路拓扑图。

在逻辑上主要是冗余协议的需求余链路设计，当正常链路的通讯被冗余协议进行控制的时候，不需要工作的是备份链路；当正链路出现机械故障的时候，马上起用的是备用链路，这就能有很好的保证正常通讯的进行。

4 实验室资源优化模型

可以集中管理的服务器资源，在逻辑上主要是物理实验室的转变，这一系列操作可以在虚拟实验室中进行，对于各个物理实验室之间的专业限制是一种打破，给实验室资源提供合理的解决方案，对于各种资源进行整合、统筹规划，提升实验室资源的利用率，是现阶段需要迫切需要解决的问题。

参考文献：

机器人实验室篇5

[关键词] 实验教学平台；实验教学；机能实验室

[中图分类号]G424.31 [文献标识码]B [文章编号]1673-7210（2009）02（b）-106-02

21世纪医学高等教育的根本任务是培养现代医学复合型人才。提高学生素质，增强学生能力，改善知识结构，改进传授知识的方法是教学改革的主题。而实验教学是现代高等教育的重要教学形式，它在引导学生掌握科学方法，养成科学态度和培育创新精神方面起着关键作用。机能实验教学改革也应体现这一主题，更新实验教学观念，探索新的实验教学模式，建立新的实验教学课程体系，更新实验内容，为培养出一批“基础厚，口径宽，能力强”的高素质，复合型人才提供良好的学习环境。而机能实验又是医学院校最重要的基础实验，所以搭建科学完善的实验教学平台就显得尤为重要。

1 建立机能学实验室，实现实验教学的资源整合和共享

为了加强实验室建设的统筹性，避免在仪器设备购置过程中的低水平重复，提高仪器设备的使用效率，我校2001年还在中专时期就结合生理学、药理学两个学科教学实验手段相似、理论教学紧密相关的特点，组建了机能实验室。我们把原有的生理学、药理学实验室合并到一起，整合两个学科实验室现有的实验教学资源，实现了资源的合理利用与共享，为这两个学科实验教学提供了可持续发展的必备条件。我校生理学、药理学以前各有一个实验室一个准备室。由于仪器资源的限制，整合前一个教学班完成一个实验内容要用两次课的时间，因为每次只能开放一个实验室。整合后，完成一个实验内容只要用一次课的时间就完成了，大大地提高了仪器的使用效率及教学效率。整合后的机能实验室拥有两个教学实验室，两个实验准备室。为更好地开拓学生的思维方法和科研能力、增强学生的创新意识，增加新的实验内容，创建了一个良好的平台。

2 以升专科评估为契机，促进教学实验室建设

在2003年为了迎接教育部对我校升专教学评估，我们本着以评促建，以评促改的原则，加大了教学实验室的建设力度，学校建了新的实验楼，机能实验室更名为机能实验中心，除了原来的生理学、药理学又增加了病理生理学，实验中心拥有六个教学实验室，两个实验准备室，一个精密仪器室，一个仓库。为了保证实验室整体布局的美观，又要科学合理，方便学生进行实验操作。我们做了如下工作：①实验室的设计，考虑到多台仪器摆放后电源线的排布会很乱，因此设计了室内地埋线到实验台，这样设计既整齐美观、方便仪器检查，又避免了安全隐患。②根据教学需要及实验室房间布局精心设计了实验边台、洗刷池、水龙头的数目及安装的位置。③更新了教学设备，引进了生物信号采集处理系统24套（其中MS302型6套，MS2000型6套，MS4000U型12套）。该系统不但可以全面替代过去二道记录仪、刺激器、放大器等传统仪器的功能，而且实验数据还可以通过生物信号采集处理系统进行显示、记录、保存、分析，极大地减轻了老师的负担，简化了学生的操作，提高了实验教学的精确性。④根据教学大纲引进了多媒体机能实验课件，将复杂难懂的实验原理，通过现代化教育手段，集丰富多彩的图、文、声、像于一体，展现事物之间的联系，将理论知识与实验技术有机结合，提高了教学效果，并且节约了大量动物、实验耗材等，顺应了现代化教育技术在医学领域发展的潮流[1]。通过对教学实验室从软件到硬件的全面改造，使我们的教学实验室面貌焕然一新，达到了教育部对医学高等专科学校实验室评定的标准，为学校顺利通过评估创造了条件，学校2004年顺利升格为普通医学高等专科学校。

3 建立健全适合现代高等医学教育实验室的管理规章制度

为了使有限的实验教学资源发挥更好的作用，保证教学质量，提高工作效率。我们以学校各级管理规章制度为指导，建立健全了教学实验室的各项规章制度[2]，包括机能实验室管理规则、实验教师职责，学生实验守则、安全检查守则等常规制度。在此基础上，还实行了仪器设备运行状态的登记制度，即每次实验课后，要求实验学生认真填写使用时间、使用情况及使用后的状态。建立了规范的实验准备制度，要求实验技术人员在准备实验时，不仅要保证实验设备处于良好状态，而且要求手术器械要摆放得规范一致，连接导线放在固定位置，使指导教师在每次上课前组织学生清点实验仪器、实验用品时一目了然，而且要求学生在实验课后按规定复位。这样做可以培养学生科学严谨的工作作风。建立了仪器维修制度和定期保养制度，确保仪器设备随时处于最佳的使用状态，制订仪器使用操作规程和注意事项，并将其打印下来放在仪器旁边，供使用者规范使用，以避免误操作对仪器造成损害。建立仪器设备维护使用档案，为仪器保养提供依据。实行了实验室责任到人的管理机制，切实做到了实验室人、财、物的规范化管理。

4 在新的机能实验平台上，整合实验内容，在培养学生创新能力方面发挥更大的作用

我们现在还是按传统的以学科为中心，以验证理论为主体开展实验，不同学科间联系较少，造成学科间内容相互交叉、渗透，出现了不同学科间内容重复，而且在实验时偏重于演示现象，验证理论，不利于学生操作技能、创新意识的培养，这种教学方法过于强调某一学科实践知识的掌握，不符合现代医学人才的培养要求[3]。这种教学模式也不能有效发挥机能实验平台搭建后的整体优势，而生理、药理、病理生理学实验既各成体系，又互相关联，体现在其实验方法相似，实验对象及实验操作技术基本相同，实验内容是相辅相成的。我们准备在近期内完备的机能实验平台为基础全面改革机能实验教学，将生理、药理、病理生理学实验项目相互融合，更新实验教学观念，探索新的实验教学模式，建立新的实验教学课程体系，更新实验内容，为培养一批“基础厚，口径宽，能力强”的高素质、复合型人才提供良好的学习环境。相信在不久的将来，我们的机能实验中心不在是实验室的简单合并，还会在教学内容、教学形式等方面有突飞猛进的发展，在培养实用性创新型高等医学人才方面发挥我们更大的作用。

[参考文献]

[1]杨中华,张建辉,杨延泽,等.机能学实验室建设与管理改革体会[J].湖南师范大学学报(医学版),2005,2(3):16-17.

[2]刘洁,刘芬,张大威,等.机能实验中心建设的探讨[J].山西医科大学学报(基础医学教育版),2005,7(4):419-420.

机器人实验室篇6

随着我国高等教育的发展，实验教学改革的不断深入，高等学校逐渐由以教学和科研为中心转变为以教学、科研和科技产业为中心。实验室是高等学校的重要组成部分，是实践教学、科学研究和技术开发的重要场所，是反应学校教学水平、科研能力和综合办学能力的重要窗口[1]。新升本科院校开展本科教育时间短，各方面工作都在探索阶段，实验室建设和管理方面与研究型的综合大学相比，有较大的差距。因此，如何利用好学校有限的资金和最大化实验设备的效益，减少仪器设备的闲置和浪费，己成为新升本科院校实验室建设与管理工作中亟待解决的问题。

2 实验设备利用率低的现状

笔者在参考了国内高校实验仪器设备利用率研究成果的基础上，根据多年实验室工作的经历及广泛的调研，发现新升本科院校实验仪器设备利用率普遍偏低的原因主要有以下几个方面。

在实验室建设过程中缺乏全局性，实验室建设追求“小而全” 许多新建本科院校在实验室建设与管理中仍然采用传统实验室体系，按照院（系）为单位，以课程为内容设置实验室，将实验平台分得过多。这种实验室是自我服务型实验室，从而导致了实验室功能单一、设备重复购置、资源配置分散、机时利用率低、设备功能开发不全、资源没有实现共享[2]等问题。

实验室管理机制、手段落后[3-4] 管理人员存在自我经济习惯，将仪器设备作为本部门的私有财产，不能很好地将教学科研和社会服务融为一体。实验室智能化管理落后[5]，不能对仪器设备实施智能化管理和控制，从而降低仪器设备利用率和共享度。

仪器设备购置盲目、缺乏规划 在实验室建设和仪器设备购置中追求“大而全，高精尖”，没有充分考虑实际需要，充分论证相关人员的技术水平，造成设备无人敢用、会用，长期闲置状态。

实验内容和实验形式单一、落后 实验教学大多依附于理论教学，实验内容偏重验证性实验，缺乏独立性、综合性、设计性的实验，导致新的仪器设备功能开发不全，造成资源浪费。

实验室开放制度不完善 提高实验室及实验仪器设备利用率最有效的方法就是增加实验室使用时间，而实验室开放是最有效的途径之一[6-8]。由于实验室经费投入有限、实验工作人员奖励机制不完善、“双师型”教师较少等原因，导致实验室开放无法具体实施。

实验队伍配置不合理 实验队伍存在人员少、知识结构差异大等问题。工作仅限于仪器设备的简单维护维修、实验室开关门等琐碎工作，对专业仪器设备的性能了解少，业务素质较低，无法对实验设备进行有效的管理。

3 提高实验设备利用率的途径

实验设备利用率的高低主要反映在仪器设备的及时利用和功能开发两个方面，贯穿于实验仪器设备的采购、使用和报废过程之中。

科学规划实验室建设是实验室工作的首要任务 要从发展规模、专业设置、学科建设、基础设施、师资队伍、经费来源等校情出发，做出详细的定性定量分析。通过统一规划，建立高校公共基础实验室（满足低年级学生的基础课和技术基础课实验教学）、实验教学中心（实现有限资源的合理配置，以满足高年级学生的实验教学需要和教师开展科研活动的需要）、校级重点实验室（服务于学校重点学科、重大科研项目、高层次人才研发基地）三个层次的实验室。这样既可以满足不同层次的教学、科研及社会服务需要，促进科学研究、学科建设、高层次人才培养，又可以提高实验室仪器设备利用率。

改变现有管理机制，提高信息化水平 将传统的校、院、教研室三级管理机制转变为校、院两级管理机制，将实验室进行重组与合并，从而提高现有实验仪器设备的利用率。在充分利用数字化校园网络大平台的基础上建立实验室仪器设备管理信息系统，通过信息化管理，为仪器设备的网上查询、预约、报修、审批等提供方便、快捷、有力的支持以及仪器设备的资源共享。

强化仪器设备购置计划管理 仪器设备购买之前必须充分地做好可行性论证，充分考虑仪器设备的购置目的、用途、服务对象、安装条件、长期效益。将仪器设备利用率考核与实验仪器设备立项紧密联系在一起，降低仪器设备的闲置率。

加强实验项目式教学研究 从实验项目入手是提高高校实验室利用率的有效方法[9-10]。在教学计划制订中要强调实验项目的重要性。任课教师应围绕课程设计出具有创新性、综合性、设计性的实验项目，充分发挥仪器设备的功能。

加大实验室开放力度 实验室不仅仅是实验教学的基地，更应该是提高学生实践动手能力的重要场所。实验室开放制度为学生提供自主发展、实践锻炼的空间和环境，同时吸引更多的师生利用课余时间进入实验室进行科学研究，从而提高仪器设备利用率。

稳定实验室队伍 实验室管理人员是高校实验室管理的主体，加强实验室技术队伍建设，是提高实验仪器设备利用率的保障。只有拥有良好的人员队伍，才能最大化地发挥实验室资源的功能，从而降低仪器设备的损坏率，提升仪器设备使用效率。因此，要从生活、工作、培训和深造等多个全面提高实验人员的地位和待遇，加强和完善实验技术队伍的建设，使实验技术队伍更加稳定，结构更加合理，进而使实验室的建设与管理朝着快速、可持续性的方向发展。

4 结束语

随着国家对高校实践教学投入的不断加大，实验仪器设备的资金逐年增加，如何提高实验仪器设备利用率成为高校实验室管理面临的一个重要问题。只有在实验室管理工作中不断更新管理理念、总结经验、创新实践，才能有效地解决好这个问题。

参考文献

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[2]张顺兴.高校实验室仪器设备现状及其改善对策[J].时珍国医国药，2006（10）.

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机器人实验室篇7

火灾隐患的重点预防及安全管理

实验室火灾隐患的管理重点环节在人员、实验室照明设施、设备、检验废弃棉样的处理几个方面：

1.设置实验室门卫，对进入实验室的人员进行安全检查，杜绝火种入内。同时严禁工作人员及聘用人员的子女、儿童（不论年龄大小）、非实验室工作人员进入。防止儿童玩火造成人身伤害和火灾事故，严禁临时工作人员在实验室卫生间内吸烟。

2.由于实验室长期处于工作状态，各种大功率设备设施的启停，照明灯具长期开启或频繁开启、关闭，造成实验室电压不稳，容易造成电路短路引起明火。实验室的照明灯具一定要是电子整流器电子稳压的，如是老式的电感整流器用启辉器启动的照明光源一定要及时更换。实验室曾经出现过灯管预热时间太短启动电压不够，灯管频闪，启辉器反复通断短路打火后形成明火将带有绝缘漆的灯罩烧毁，幸亏发现及时得到处理，险些造成火灾事故。因此实验室照明设施要安排专人定期检查和维护。实验室夜间无人时应当安排专人（值班警卫）对试验区各部位进行巡查，关闭不用的照明设备，发现问题和火灾隐情及时上报与处理；否则在夜间实验室无人的情况下，出现火灾的危险系数较大。

3.实验室HVI检验区由于人员进出频繁，机器噪声大，火灾安全问题容易忽略。检验区由于检验棉花，空气中、机台表面、地面积聚的棉短纤维较多。机台四周都是检验的棉样，空间狭小，与HVI连接的不间断电源UPS（后简称UPS）插头常常由于棉尘的进入接触不良，长时间的工作，插头极易发热，造成电路短路，危险性较大。因此应当保持警惕，发现问题及时汇报、处理。有条件的实验室可将UPS整体移出HVI检验区，避免火灾安全的隐患。

4.检验废弃棉样的处理环节是实验室火灾安全隐患的重中之重。由于棉样全部从棉样筐倒出来集中处理，遇到火种后基本是无法扑救的，所以要求采取措施提前预防火灾的发生。第一棉样处理区域要与其他工作区域隔离，有条件的可以使用防火安全帘进行分区隔离，条件不具备的也要使用棉样筐、帆布进行分区隔离。尽量把倒出的处理棉样及时装袋，倒出来的棉样不能及时装袋的要使用大的帆布进行遮盖。第二使用小型打包机的实验室，要将倒出来的松散的棉样与打好包的成包棉分开置放，条件不具备的要预留消防过火安全距离，中间用防火安全帘隔开，也即散棉区、打包操作区、成包棉堆放区三区隔离。同时在打包操作区要多购置、安放一些大型的、移动式的灭火器材，以备急用。

由于打包机电动机长期处于状态，大量飞花和棉尘进入电机，容易造成电机驱动不良。打包机长时间工作，电机负荷加大，过热引发明火是造成火灾的直接原因。

火灾突发的应急处理

实验室出现火灾应根据出现的环节和区域部位采取不同的处理措施。如检验区照明设施或HVI与UPS连接插头电路上出的问题，应当及时关闭电源，使用消防器材灭火，同时要将检验用的棉样快速转移开，以免造成更大的损失。如果是空压机房和恒温恒湿机房失火，首先应当关闭抽风设备排风扇的电源开关和空压机房的总电开关，防止火借风势快速蔓延，然后采取相应的灭火处理措施。如果是废弃棉样处理区遇到火情，应优先就地使用放置的大型灭火器材灭火，配合使用实验室消防水龙灭火。根据火情大小，短期无法控制火情的，应及时拨打消防电话进行求助。在消防部门到来灭火之前，实验室应提前关闭所有带电检验及附属设备，并使棉样处理区与其他区域隔离。关闭实验室总电源开关，防止灭火时造成人身损害，同时要避免灭火过程中水进入HVI检验区、服务器机房对设备造成损毁。

对棉花公检实验室火灾预防的几点建议

1.细化消防安全管理制度。消防区域、消防责任分工明确落实到部门，具体到人。根据划分的消防责任区，消防责任人应当熟悉电路控制开关及消防器材的具体安放位置。加强火灾隐患的排查，定期安排人员进行检查，发现隐患及时处理。

2.制定实验室火灾突发险情应急预案。在棉花检验闲暇时间组织实验室工作人员进行消防演练，强化对消防器材的应急使用，以免出现火情后手忙脚乱不会使用消防器材，延误火灾的扑救。组织消防演练时可选择过期或即将过期以及充装压力指针不在绿色区域的消防器材进行练习，既避免了浪费，又增强了消防灭火的实战技能，可谓是一举两得。

3.消防器材的购置与配备。棉花大面积过火时，实验室空间狭小，烟尘较大，一定要购置消防防毒面具。同时灭火时通常实验室总电源开关已经关闭，烟尘弥漫，能见度很低，应当购置强光电筒，便于火灾的扑救和火情的排查。消防器材的配备应根据不同区域不同种类的火情配备不同类型的消防器材。普通的固体物质火可配备干粉灭火器，带电物质火或涉及重要检测设备的可选择高效型SD水基型灭火器，无毒无味，可自然降解，不会对人体和检测相关设备的电路造成损害。消防器材的配备安放位置要显著、便于拿取，不能置于有高温热源或潮湿寒冷处，以免消防器材中灭火剂失效。此外要定期对消防器材进行检查，避免超期服役。对过期的、充装压力指针在红色区域的应当及时更新，经常检查消防栓和消防水龙，保证消防设施处于有效、可用状态。

4.实验室火灾扑灭后的安全排查。实验室在火情得到控制，火灾扑灭后，要及时将过火棉花运离实验室，在空旷的地方进行放置，安排人员进行专门检查，防止死灰复燃。同时对过火区域和实验室其他区域进行逐个检查、排查。对检测设备、空调空压附属设备、电路系统进行细致排查。尤其是上送风、下回风的棉花公检实验室，检测设备的供电电源插头及电路通常安在回风网板下，灭火时大量的水很容易渗入。如果检查不仔细，贸然通电，很有可能损毁HVI检测设备，造成人员及设备的二次伤害。因此，应当安排专业电工对电路系统进行细致检查后方可通电恢复检验工作。

机器人实验室篇8

关键词：高等学校；实验技术队伍；队伍建设；新思维

中图分类号：G451.2 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）24-0009-03

对综合性大学和理工类高校而言，实验室和仪器设备是师生进行实验教学、科学研究和社会服务的重要硬件设施，是培养创新型人才和工程技术型人才不可或缺的要素和保障条件。实验技术队伍建设对我国高校的人才培养、实验教学、科学研究和社会服务等工作的正常开展发挥了重要的作用。随着我国经济建设的腾飞，国家和地方政府投入大量的经费用于高校的实验室建设，购置了大量仪器设备，使得我国高校的实验室仪器设备水平迅速赶上甚至超过了国际水平，仪器设备的量与质都发生了根本性的改变。如何在当前高校实验室仪器设备迅速增加，仪器设备的档次快速上升，各级政府部门和高校领导非常重视科学研究的背景下，加强高校实验室管理和实验室技术队伍的建设，充分发挥高校实验室和仪器设备的优势，更好地开展人才培养、科学研究和社会服务，已经成为各级部门十分关注的一个热点问题。根据我们的文献调研，绝大多数文章从高校实验室对高校教学科研和人才培养等的重要性出发，认为高校应该重视实验技术队伍建设，制定相关优惠政策，保持实验技术人员队伍的相对稳定和可持续发展，发挥实验教学在人才培养和科学研究中的重要作用[1-12]。我们根据我国高校实验室发展的历史和国外高校实验室技术人员的配置情况，认为现阶段高校要做的不是简单地保持实验技术人员队伍的相对稳定和可持续发展，而是要根据我国高校实验室和仪器设备的变化情况，用新思维和发展的眼光探讨我国高校实验技术队伍的建设问题和解决办法。

一、高校实验技术队伍建设必须转变观念

学者对于高校实验室实验技术队伍建设中存在的问题，可谓智者见智，仁者见仁。大多数文章普遍认为高校对实验技术队伍建设重视不足[1-12]，主要体现在高校的实验教学被当作理论教学的辅助和补充，实验技术人员在高校中的地位得不到重视等。本文作者于20世纪80年代初期作为实验技术人员进入浙江大学中心实验室工作，作为过来人，对上述情况有深刻的认识与感受。但是，与大多数文章的观点有所不同，我们认为我国高校各级领导对实验室建设还是非常重视的，问题在于不能简单参照20世纪80年代初期的方法来建设高校的实验技术队伍。20世纪80年代，可以说是我国高校重视高校实验室建设和实验队伍建设的时期。这主要得益于当时的世界银行贷款购置了大批高层次的仪器设备和后续的“211”、“985”建设。高校领导十分重视实验室建设，大多数国内知名的高校都建立了测试中心、计算中心和中心实验室等实验平台，并把相当数量的1977、1978级优秀毕业生留校后安置到实验技术岗位。这一举措使得我国高校的实验室建设得到飞速发展，同时培养了大批高水平的实验技术人员。但是，随着各级政府多年持续不断的财政投入，高校办学条件逐步得到大幅改善。目前，我国高校的实验仪器设备等硬件设施不但数量众多，而且仪器设备的档次也赶上了国际水平。在这种情况下，简单地要求高校管理层继续按照20世纪80年代初的模式去建设实验技术队伍是不现实的。因此，高校实验技术队伍的建设必须考虑转型，以适应高校实验室建设和发展的要求。

二、仪器设备的智能化使得对专职实验技术人员的要求降低

现代仪器设备迅速向自动化、智能化方向发展。随着单片机、存储器、程控逻辑单元等集成电路在仪器设备中的大量应用，特别是计算机技术在仪器设备中的应用，使得仪器设备越来越自动化甚至“傻瓜化”。仪器设备使用人员不再需要具备仪器设备相关的硬件、软件知识就可以很好地使用仪器设备，使得高校的教学和科研对专业实验技术人员的需求下降。另外，由于现在的仪器设备大多使用了智能化程度很高的集成电路以及单片机和计算机，加上仪器设备供应商不提供详细的电路图，实验技术人员在仪器设备维修方面几乎已经没有发挥的余地。上述两个因素使得专职的实验技术队伍的“生存”出现危机。这与我国的家用小汽车的发展趋势是相似的。20世纪七八十年代的司机各个都是汽车专家，需要具备各种专业知识，大多数司机都能给汽车进行一般的维护保养。但是，到了现阶段，随着家用小汽车的普及和智能化以及自动档汽车甚至自动驾驶汽车的出现，汽车电路和软件的复杂程度已经使得私家车车主自己动手维修、维护汽车变得不可能的发展趋势，是完全相同的。

三、科学研究的发展要求仪器设备使用人员具有深厚的专业知识

科学研究对仪器设备的要求越来越高，这要求操作仪器设备的人员对相关科学研究有充分的了解。在很多情况下，实验技术人员要对待测量的样品的具体情况进行充分了解才能正确地设置仪器设备以获得较好的实验结果。对于大多数专职的实用技术人员，往往按照常规的操作模式对待测的样品进行测试与加工。这对大多数普通样品是可行的，但是，对于一些特殊的样品，按照常规的操作模式往往得不到好的结果，甚至得出错误的结论。随着我国高校科研水平的日益提高，越来越多的科研成果是原创性的，而这些原创性成果的基础往往是制备出一些新的特殊样品，或者是对这些样品进行了创新性的分析测试而获得了新的结果。这就要求实验技术人员对待测试的样品有充分的了解，而且要有深厚的研究背景，这是一般的实验技术人员无法达到的。只有实际参与科研的人员，才能根据具体样品的情况，把仪器设备的性能发挥到极致。因此，高校科研的发展要求高端的仪器设备控制在研究人员手中，而不是专职的实验技术人员手中。

四、仪器设备的维修工作应交由仪器设备供应商或厂家完成

如前所述，20世纪80年代的实用技术人员不但会用仪器设备，而且还会维修仪器设备。但是，随着单片机、存储器、程控逻辑单元等集成电路在仪器设备中的大量应用，特别是计算机技术在仪器设备中的应用，使得仪器设备越来越自动化甚至“傻瓜化”，实验技术人员在仪器设备维修方面几乎已经没有发挥的余地。因此，高校在考虑实验技术队伍建设时不应再把仪器设备的维修作为建设这支队伍的目的之一。相反，仪器设备的维修应该在仪器设备购置时得到充分考虑，对某些重要的仪器设备应按照国际惯例向仪器设备供应商购买维修合同，以保证仪器设备的正常运行，同时减少高校实验技术队伍的人员数量，降低办学成本。

五、实验室管理工作应该大力加强

上面的分析说明，随着我国高校实验室建设水平的提高，对专职的实验技术队伍的需求和要求反而降低，同时必然要求教学科研人员参与高端仪器设备的使用和管理。但是实验室工作种类繁多，如果没有专职的实验室管理人员，那么教学科研人员将无法应对烦琐的实验室事务性工作上。因此我们认为，在减少专职实验技术人员的同时，应该适当增加实验室管理人员或学院、系级实验秘书从事实验室事务性工作[12]，而把实验室仪器设备的使用权交由相关教学科研人员。另外，我们认为高校可以考虑招聘少量科研能力强、实验技术水平高的资深研究人员作为仪器设备的资深应用科学家，由他们指导其他教师和学生进行科研实验[9，10]。近年来，不少高校开始设立实验技术关键岗和重点岗等岗位也反映了这个发展趋势[2，3]。我们认为这是充分发挥高校实验室和仪器设备作用的一条重要途径。

高校在建设实验技术队伍时，必须充分考虑高校实验室和仪器设备的现状。高校实验技术队伍建设必须走少而精的路子，实验室的事务性管理工作应交与专职实验室管理人员，仪器设备的维修工作应交与仪器设备供应商，仪器设备的使用权应交与从事教学科研的教师，同时可聘请若干高水平的具有很强科研背景的教师作为实验技术专家，参与实验室与仪器设备的管理工作。

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机器人实验室篇9

关键词：实验室；网络；数据库；RFID

作者简介：刘丽娟（1975-），女，山西原平人，中北大学机械与动力工程学院，讲师；武（1967-），男，山西太原人，中北大学机械与动力工程学院，教授。（山西 太原 030051）

基金项目：本文系山西省高等学校青年学术带头人项目、山西省重点实验室开放基金项目（项目编号：2007031007）、中北大学自然科学基金项目的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）08-0182-02

实验室作为学生实践活动的基地，在高校的人才培养、科学研究以及服务经济等方面具有独特的、不可替代的作用，建设并管理好实验室是建设高水平大学的必要条件之一。现有的实验室由于场地等的限制，必须合理共享有限的硬件资源，大多实验是在同一实验室通过不断轮换实验器材来完成繁重的教学任务，实验器材利用率增高，损坏率也随之增高，无法确认损坏时间与人员，实验室的运行成本不断提高。如何对高校实验室进行科学管理，使得实验室的管理智能化，是我国大多数高校实验管理面临的一个现实问题。

一、基于RFID的自选式实验室管理

本系统建立了一种基于RFID的自选式学院实验中心。RFID（Radio Frequency Identification），射频识别技术，是一项利用射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术，多用于管理系统。该实验方法以学院为单位进行建立并管理，各个系的实验室统一到学院进行管理，以机械工程实验中心为例，涵盖了先进制造实验室、机械性能实验室、互换性与测量技术实验室、精密与特种加工实验室、机械原理及零件实验室、计算机实验室等多个专业的实验室。在购置实验器材时统一采购，分配唯一的条码并入库。数据库系统记录实验器材的入库时间、购入金额、实验项目、故障与维修、使用时间、使用人等信息。该开放平台可以最大限度地满足学生进行实验课程的需求。从实验项目上完全开放，学生可自主选择实验项目，不仅可以完成与理论相配套的经典实验课程，而且可以完成教学计划规定内容以外的开放选修实验，培养学生的动手实践能力和创新能力。

将学院各系的实验室统一到学院建立与管理，分成计算机区、机床区、检测仪器区、电气设备区、刀具区、实验台区、配件区以及开放实验区，如图1所示。各类实验器材分门别类地进行存放。开放实验区主要用于学生完成开放性实验，如自选课程的实验、参加各类创新性比赛需要完成的实验以及参加科研项目需要完成的各类实验等。

实验室配置TSC条形码打印机3台，SymbolMC70数据采集器2台，扫描枪5把，磁卡阅读器10只。条形码由13位数码组成，1位奇偶校验码，3位分类码，后9位按类别设置，主要用于实验内容的分类，如配件码、年份码、实验类别码、数量码等，确保记录对象的唯一性。光电扫描平台利用光源系统，由光电转换器将光信号转换成电信号，并对电信号进行放大和整形，最后以二进制脉冲信号输出给译码器。条形码译码器将扫描器输出的脉冲数字信号解释成计算机可识别的信号，并传输给计算机。实验器材购置后要进行入库、校验、使用、维修、报废等一系列过程，带有自己的“身份证”，整个实验器材管理流程有条不紊地进行下去。新购入器材时，根据各自的“身份证”将各仪器器材自编条形码，自编条形码打印系统软件自动生成EAN-13码，可以使用TSC条码打印机打印。然后通过扫描器扫入条形码并传入计算机，进入入库操作。工作人员将器材的条码扫入计算机直接进行校验，并将校验结果自动记录入库，需优化数据的在优化后将优化数据一并入库，将校验合格的器材数据通过接口程序输入服务器中的数据库中。学生预约实验时，利用一卡通的号码建立账户，做实验时通过磁卡阅读器读入一卡通，将需要的器材等通过扫描平台或扫描枪读入自己的账户，实验开始记录时间，仪器定时两小时，如超时仪器将自动关闭。每台仪器安装一套自测系统，当实验完毕后需再次刷卡，系统记录实验操作时间，这时仪器自测启动，运行无误后仪器自动关闭，这时学生方可离开实验室。这样可以及时发现实验过程中仪器的损坏，并相关到人。

二、实践课程智能系统

实践课程智能系统包括三个子系统：实验室智能系统、课程设计交互系统，以及实习工作系统。系统整体框图如图2所示。

1.实验室智能系统

实验室智能系统是该系统的主要子系统，包括预约系统、实验器材管理系统、网上实验室以及成绩评定系统。这里主要介绍网上实验室系统。

网上实验室可进行软件实验与虚拟实验。实验由两部分组成：学习部分与实验部分。学生在做实验前可进入学习模块，学习该实验的先修课程，了解注意事项，下载相关图纸，将问题提前上传至数据库或与教师线上交流，完成一些小的测试环节，保证做实验时的质量与进度。通过局域网，开展网上实验室，学生可以与教师在线交流，教师根据学生实验情况评定成绩。如在数控编程实验环节中，为教师和学生提供一个能够不依赖机床硬件而存在的数控编程平台，避免由于数控机床数量不能满足教学要求和直接在数控机床上做实验对设备的损坏。在数控编程课程的测验中，教师通过局域网向学生发送编程任务，并对学生的编程结果进行评价。在该模块中有两个分支系统：学生可以根据系统提示进入学习模块，系统根据学生输入的信息进行处理，经过逻辑推理和专家智能判断得出比较接近的程序供学生参考，学生可将这些程序导入程序软件进行编译并输出结果。开发此模块的主要目的是让学生能掌握数控编程的基本流程，并且在实践中学习，达到日后也成为一个数控编程专家的目的。在本模块中包含有具体的编程实例、对实例的分析以及对图纸的分析等。另外还对实际工作中会用到的一些事项进行介绍，如具体工作步骤、参数的设定、刀具补偿、对刀等。另一个分支系统是学生在学习分支完成学习后，教师在线对学生实验过程进行考核。

2.实习工作系统

实习教学是实践教学的一个模块，包括实习前准备工作、实习报告工作、实习成绩评定工作。在实习前准备中，学生可以通过网络下载实习表格以及实习相关知识资料，在出发前对实习地点、实习内容、实习方向等进行详细了解，做到有的放矢；实习报告环节主要是完成实习回校后做的工作，这时学生可以通过网络与实习教师进行在线交流，下载相关技术资料以及注意事项，并上交实习报告的电子稿，教师可以根据学生在实习中的表现以及在实习报告过程中学生的表现评定成绩，并将它导入学校成绩录入系统。

3.课程设计交互系统

在课程设计模块中，教师可以浏览到由审核员的课程设计题目，能浏览相关信息以及题目下载等；可以上传教师的课程设计题目和相关信息及说明文档，提交到数据库中去，由审核员审核后进行；可以查看学生的情况，浏览学生的选题，做到一人一题；可以下载学生提交的课程设计说明书及图纸，指导学生进行课程设计及说明书的修改。学生通过自己的账号进入系统，浏览经过教研审核入库的题目，查找自己的设计题目与设计要求、指导教师以及相关资料等；学生选择题目后可以与指导教师联系，在教师的指导下完成具体设计并提交设计说明书；另外，还为学生提供下载有关课程设计撰写过程中需要的相关资料。管理员的主要工作有课程设计的浏览、审核、入库，将学生提交的所有说明书显示，由审核员点击查看具体要求和说明，审核说明书是否符合要求。如果通过审核则进行。处于状态的论文将不能再，教师和学生登录时只能看见由审核员通过了的论文；当答辩结束后，由审核组成员将学生的成绩录入到数据库，并将学生的课程设计相关资料刻成光盘，记录下光盘的序号，以便后期查找。学生的答辩记录以文档的形式生成到指定的文件夹下，能够以报表的形式打印下载。

4.网络与数据库技术

用户通过IE、Netseape等浏览器向Web服务器发出的请求，web服务器响应请求，通过web服务的中间组件访问后台数据库，并将操作结果以HTML页面的形式返回给前端浏览器。本智能系统选用B/S模式通过浏览器，如IE就能实现在Intemet或hitranet上的应用和管理，并且在客户端无需进行任何配置。数据库放在服务器端集中管理，系统的升级和改进比较方便。操作系统为Windows Server，选择PHP作为开发工具，开发环境为Dreamweaver。它同时支持多种服务器技术生成由动态数据库支持的web应用程序。Dreamweaver MX是建立Web站点和应用程序的专业编辑器，与Dreamweaver配合使用，建立用数据库连接web服务和旧式系统Internet应用程序。

系统采用MySQL作为数据库后台。新建一个名为“sjxt”的数据库，为了使各个表之间不产生冗余，把每个表里可能出现的数据字段写在一个表里，表与表之间通过关键字相连。这样，出现冗余的情况就减少，表与表之间的联系也更加紧密。本系统可以根据要求建立三个大型数据库文件，以课程设计为例进行说明。在课程设计子系统中建立一个名为“kssj”的数据库，包括11个表，分别为： 系统设置（by_config）；留言板（by_gb）；评分表（by_mark）；信息表（by_msg）；新闻表（by_news）；用户表（by_user）；用户数据内容表（by_userdata）；button编辑器表（ewebeditor_button）；style编辑器表（ewebeditor_style）；system编辑器表（ewebeditor_system）；toolbar编辑器表（ewebeditor_toolbar）。MYSQL可通过两种方式通过PHP与WEB相连，一种通过PHP的MYSQL相关函数，另一种通过PHP的ODBC相关函数。PHP连接MYSQL需要4个参数：数据库地址、数据库名、数据库用户名、数据库密码。

三、实践课程系统的实现

由于该系统内容较多，不能一一介绍，这里仅对系统的核心模块――实验室智能模块进行简单介绍。该模块汇总了我院所有的实验器材，对各类数据进行分类与管理，可根据用户要求对实验设备器材等进行在线入库、出库、查询、修改等操作，还可对实验课程进行管理，可预约、查询、修改、删除等，如图3所示。

四、总结

本文提出了应用于机械工程专业的高校实践课程的技术与方法，建立了基于一卡通的RFID自选式学院实验中心以及高校机械工程实践课程智能管理系统，为高校机械工程专业实践课程提供有益的参考和指导作用。系统选用Windows Server为操作系统，PHP与Dreamweaver为开发工具，MySQL为数据库后台，以实现管理为目标，具有较强的现实可行性。

参考文献：

[1]安小龙，陈佳丽.DreamweaverMX2004网页设计[M].北京：电子工业出版社，2005.

[2]魏应彬，周星，康耀红.网页设计与 Web 数据库技术[M].北京：清华出版社，2002.

机器人实验室篇10

关键词：实验室；设备管理；运行效率

Preliminary study on laboratory equipment management

Zhang Tianliang, Wang Xia

Weifang medical university, Weifang, 261053, China

Abstract: The laboratory is an important base for the output of achivement in scientific research and effective equipment management ensures the smooth conduct of research and teaching work. Some of the problems prevalent in university laboratory equipment management were discussed, and countermeasures in five aspects were proposed to strengthen the management of laboratory equipment and improve its operating efficiency.

Key words: laboratory; equipment management; operating efficiency

实验室是科研成果的诞生基地，而仪器设备是实验室的重要组成部分，科学有效地管理实验室设备，可以保证教学科研工作顺利进行，提升科研实力及综合竞争力。目前，大部分实验室的仪器设备管理普遍存在一些问题，在不同程度上制约着实验室的使用效率及成果产出，对此我们进行了一些探讨。

1 高校实验室设备管理中普遍存在的问题

1.1 设备采购过程缺乏综合论证，缺少沟通机制

随着高校不同学科的快速发展，多数实验室在购置实验仪器设备时过多地考虑本单位内部的需求，刻意追求实验室设备的全面性，部门之间缺乏相互沟通，导致设备重复购置的现象非常普遍，部分仪器在实验室内部使用效率很低，造成资源的极大浪费。由于种种原因，实验室有些设备长期处于闲置状态，无法做到物尽其用。

1.2 缺乏相对稳定的高水平实验管理人员

近年来，随着高校在校人数的急剧增加，实验教学生师比过大。实验技术人员数量严重不足，人员结构也不甚合理，加之传统观念中对实验室管理人员的偏见，使实验室管理人员未能得到应有的重视，存在一定程度的“大锅饭”现象，干多干少一个样，干好干坏一个样；同时缺乏相应的奖惩制度，无法有效调动实验室管理人员的工作积极性。实验室管理人员的工作得不到相应的认可，造成管理人员疏于设备的管理与维护，导致仪器设备故障率急剧增加。

1.3 设备维护保养欠缺，维护修理滞后

很多实验室在购买仪器时并未与供应商达成技术培训协议，导致仪器到位后缺乏对实验室管理人员的相关技术培训，使得实验室管理人员在面对仪器故障时只能被动等待厂家维修，由于目前很多仪器供应商的售后工作不到位，报修后等待维修的时间过长，使仪器设备的维护保养工作滞后，影响了设备的有序运转，给教学科研工作带来极大不便。

1.4 实验室之间开放共享程度低

目前，许多实验室管理人员存在诸如“多做多错，少做少错”“不求有功，但求无过”的思想，使实验室在仪器设备资源共享、实验室开放等方面存在很大的难度，导致一部分实验室的设备闲置，而另一部分实验室又无设备可用的尴尬局面。

对于公共实验室，也同样存在“一管就死，一放就乱”的问题。公共实验室由于实验人员流动性大、人员比较复杂等原因，在管理上存在很大难度：管理人员若严格管理，则会给教学科研人员的仪器使用带来不便；反之，则会造成仪器设备损坏率急剧上升。同时，由于公共实验室不归属某个专业或学科，导致部分实验人员不珍惜实验设备，使仪器设备损耗增加。

2 实验室设备管理的改进措施

2.1 加强实验室设备管理人员培训工作，制订奖惩机制

学校在购置相关仪器设备时，应与供应商达成协议，保持双方的长期技术培训合作，要求对方为学校实验室管理人员提供相关仪器的操作、运行、维护及维修技能培训，提升实验室管理队伍的专业技能，加强仪器设备的维护和保养，防患于未然，使其始终以良好的状态运行，提高使用效率，延长使用寿命，为学校的教学科研工作发挥最大的效用。

同时，对实验管理队伍也应制订合理有效的奖惩机制，制订相关考核指标，做到奖惩有机结合，充分调动管理人员的工作积极性，使压力与动力并存，从思想上和行动上提高仪器设备的管理水平和使用效率，增加实验室的科研成果产出。

2.2 采用现代化的管理手段，提高管理水平

近年来，越来越多的现代管理手段被逐步引入实验室管理工作中。如引入条码技术，通过网络加强仪器设备的管理，做到账目清晰，维护、维修记录明确，使设备的状态一目了然；引入摄像监控系统，督促实验人员按照要求和标准流程操作，方便在仪器发生故障时核查相关信息，做到责任到人；引入门禁指纹系统，系统记录实验人员的进出情况，有效防止非实验人员的违规进入；引入网上仪器设备预约系统，统筹安排相关大型仪器的使用，提高使用效率和秩序，依据每次预约仪器产生的随机登录口令提升大型仪器设备的监管，做到出现故障能立刻查询设备的状态，此举促进了实验人员规范使用仪器设备，进而延长设备的使用寿命。

2.3 加强统筹规划，提高仪器设备共享度

建立科研设备调剂制度，对各科室长期闲置不用或利用率低的设备统一调配，本着物尽其用的原则，促进内部仪器设备合理流动，发挥最大使用效益。对于仪器设备共享效益显著的个人给予相应奖励。按照实验室发展规划要求，逐步调整仪器设备专项经费支出结构，尽可能减少重复建设，为学校节约开支。

2.4 加强实验人员的技术培训，提高科研素养

实验人员是仪器设备的直接使用者，其技术能力及科研素养决定了仪器设备的使用效率和使用寿命。因此，对通过预约登记使用仪器设备的实验人员必须进行严格的技术培训，经考核合格后方可单独操作相关仪器；同时也应在平时的教学活动中加强对实验人员的科研素养培养，使其形成良好的科研习惯，提升其使用设备的规范性和责任心。

2.5 强化指导教师的责任意识

目前，科研工作的主体是为数众多的研究生和少量本科生，而导师作为授业者，对学生良好科研素养的形成至关重要。因此，导师要随时纠正学生在仪器设备使用中的不良习惯，加强技术指导，以身作则，严格要求并督促学生科学规范地使用仪器设备，保障科研数据真实可靠，为产出高水平、创新性强的科研成果夯实基础。

3 结束语

高校实验室设备管理是一门专业性和技术性极强的工作，需要各方从思想上和行动上高度重视，狠抓实干，积极创新管理模式，不断摸索积累先进的管理经验，进而推动实验室的发展，发挥最大的服务效能。

参考文献