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膝踝关节外骨骼人机匹配性设计与优化研究

中国机械工程 2025年

作者：唐欣尧殷榕王旭鹏杨佳音刘晓宜郝雨阳西安理工大学军民融合与防护装备设计创新研究中心西安理工大学工业设计系

为了解决现有外骨骼与人体腿部协调性的问题，设计一种基于人机匹配性的膝踝关节外骨骼，实现了人体在运动过程中具有高适应性的同时提供运动助力。通过动作捕捉系统采集了下肢关节运动时空数据，结合生理膝关节滚滑运动特性，设计了能... 详细信息

为了解决现有外骨骼与人体腿部协调性的问题，设计一种基于人机匹配性的膝踝关节外骨骼，实现了人体在运动过程中具有高适应性的同时提供运动助力。通过动作捕捉系统采集了下肢关节运动时空数据，结合生理膝关节滚滑运动特性，设计了能够适应人体膝关节运动瞬心的“J”字型运动轨迹的四杆机构，提出了模拟膝关节运动的连杆机构优化设计方法，通过数值模拟验证了优化后四杆机构能够很好的贴合人体运动，并结合角度传感器实现助力外骨骼控制系统的开发，进而借助步态和肌电实验对助力外骨骼性能有效性进行验证。实验结果表明，穿戴后膝关节角度峰值变化幅度小于5%，膝关节力矩减小，股外侧肌、腓肠肌、股二头长头肌等肌肉活动度下降。

关键词：膝踝关节膝关节瞬心助力外骨骼人机耦合仿真分析实验验证

三七内生真菌Nigrospora sp.中一个新的聚酮化合物

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天然产物研究与开发 2025年

作者：陈浩阳张继宇徐孟飞付硕硕徐会有倪林中国药科大学工学院福建农林大学植物保护学院

研究三七内生真菌Nigrospora sp.的化学成分及其生物活性。应用硅胶柱色谱、高效液相色谱等多种色谱分离技术，从该菌株土豆液体发酵产物的乙酸乙酯提取物中分离得到3个聚酮类化合物，根据NMR、HR-ESI-MS、ECD等方法确定其结构，分别鉴... 详细信息

研究三七内生真菌Nigrospora sp.的化学成分及其生物活性。应用硅胶柱色谱、高效液相色谱等多种色谱分离技术，从该菌株土豆液体发酵产物的乙酸乙酯提取物中分离得到3个聚酮类化合物，根据NMR、HR-ESI-MS、ECD等方法确定其结构，分别鉴定为(R)-2-methyl-4-(2-oxobutyl) cyclopent-2-en-1-one （1）、multiplolide A（2）、8-O-acetylmultiplolide（3）。其中，化合物1是一个新的环戊烯酮类衍生物，化合物2和3是十元大环内酯类衍生物，均为首次从Nigrospora sp.分离得到。抗菌活性实验结果表明，化合物1对大肠杆菌（Escherichia coli）具有微弱的抗菌活性，最小抑菌浓度为64 μg/mL。

关键词：内生真菌 Nigrospora sp. 聚酮抗菌活性

高速铁路32 m掺碎石活性粉末超高性能混凝土箱梁优化设计研究

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国防交通工程与技术 2025年第1期23卷 75-80页

作者：张清阳中铁十四局集团房桥有限公司北京102412

基于掺碎石活性粉末混凝土(RPC)材料优异的材料性能,开展高速铁路32 m预应力活性粉末混凝土箱梁优化设计分析。考虑掺碎石RPC材料的抗压和抗拉性能,建立32 m预应力活性粉末混凝土箱梁分析模型,基于高速铁路相关规范和设计原则开展优化... 详细信息

基于掺碎石活性粉末混凝土(RPC)材料优异的材料性能,开展高速铁路32 m预应力活性粉末混凝土箱梁优化设计分析。考虑掺碎石RPC材料的抗压和抗拉性能,建立32 m预应力活性粉末混凝土箱梁分析模型,基于高速铁路相关规范和设计原则开展优化分析。在满足结构受力情况下,RPC材料的优良材料性能可在高速铁路32 m箱梁结构中得到充分发挥,从而减小箱梁截面;相比于C50预应力混凝土箱梁,梁体自重可降低12.39%,可显著减少材料应用。优化后的RPC箱梁结构承载力、运营阶段受力性能、刚度和锚固区检算分析,相关指标均满足相关规范要求。有助于推进掺碎石RPC材料在高速铁路箱梁中的应用。

关键词：高速铁路掺碎石活性粉末混凝土预应力混凝土梁优化设计

钢制双层储罐在外爆冲击载荷下的等效静力计算方法研究

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安全与环境学报 2025年

作者：芦烨曹兵阳李智超丁宇奇李晓琳尹青锋东北石油大学机械科学与工程学院中国石化工程建设有限公司

采用等效静力计算方法对外爆载荷作用下的钢制双层储罐进行安全评价，对其结构设计与罐体防爆设计具有重要意义。因此，以钢制双层液化天然气（Liquefied Natural Gas，LNG）储罐为研究对象，考虑外罐、保冷材料以及内罐的厚度和弹性模... 详细信息

采用等效静力计算方法对外爆载荷作用下的钢制双层储罐进行安全评价，对其结构设计与罐体防爆设计具有重要意义。因此，以钢制双层液化天然气（Liquefied Natural Gas，LNG）储罐为研究对象，考虑外罐、保冷材料以及内罐的厚度和弹性模量，建立了基于质量和刚度等效的单层储罐当量参数计算方法。以此为基础，分别开展了双钢壁储罐和等效单罐在外爆载荷下的数值模拟分析，通过对比等效单罐和双罐的应力与变形数值，建立了钢制双层储罐强度失效和屈曲失效的等效静力计算方法，实现了双钢壁储罐在外爆载荷下的等效静力计算。计算结果表明：在外爆载荷下，等效单罐与双罐的应力和变形分布规律一致；经修正后的等效单罐与双罐的储罐应力、变形分别有90.9%和83.3%的数据相对误差在15%以下，从而验证了建立的等效计算方法准确性。研究成果对于分析钢制双层储罐在爆炸事故中的后果及减少爆炸造成的损失具有参考意义。

关键词：安全工程钢制双层储罐等效单罐强度失效屈曲失效等效静力计算方法

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含微量元素镁肥对赣南脐橙施用效果研究

华中农业大学学报 2025年

作者：丁俊娄伟谭启玲武松伟严翔杨云洪张荣阳胡承孝华中农业大学资源与环境学院/新型肥料湖北省工程实验室/华中农业大学微量元素研究中心江西省赣州市柑桔科学研究所营口菱镁化工集团有限公司

针对我国柑橘园土壤交换性镁及微量元素普遍缺乏导致产量品质下降的问题，利用创制的含微量元素镁肥，以江西赣州脐橙为试验材料，采取田间小区试验，研究比较含微量元素镁肥（MG1）、含微量元素钙镁肥（MG2）、速溶镁肥土壤施用（MG3S... 详细信息

针对我国柑橘园土壤交换性镁及微量元素普遍缺乏导致产量品质下降的问题，利用创制的含微量元素镁肥，以江西赣州脐橙为试验材料，采取田间小区试验，研究比较含微量元素镁肥（MG1）、含微量元素钙镁肥（MG2）、速溶镁肥土壤施用（MG3S）、速溶镁肥叶面喷施（MG3F）对赣南脐橙产量、品质、养分含量的影响。结果显示，施用4种镁肥均可显著提高果实产量，其中MG1和MG2分别增产28.82%和24.76%,MG3S和MG3F分别增产18.78%和16.01%；施用镁肥可显著增加脐橙单果质量、可溶性固形物和维生素C含量、固/酸比，改善果实品质，其中以MG2综合评分得分最高，即果实品质最佳；含微量元素镁肥明显提高果实养分积累，MG1和MG2的钙携出量分别显著提高32.12%和53.50%，镁携出量分别显著提高25.28%和29.90%，果实氮、硼、锌、钼养分积累量也显著增加。结果表明，施用镁肥对赣南脐橙有显著的增产提质效果，含微量元素镁肥、钙镁肥能明显改善树体钙、镁及硼、锌、钼营养状况，增产提质效果最好；速溶镁肥土壤施用和叶面喷施效果相近。

关键词：含微量元素镁肥赣南脐橙果实产量品质养分

一种基于DTW-DP-GMM的工业机器人轨迹学习策略

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2025年第1期58卷 68-80页

作者：肖洒陈旭阳叶锦华吴海彬福州大学机械工程及自动化学院福州350108 福建省特种智能装备安全与测控重点实验室福州350108

针对机器人示教编程过程中使用高斯混合模型(GMM)规划运动轨迹时存在的高斯分布个数难以选择、复现轨迹精度较低等问题,提出了一种复合的机器人运动轨迹学习策略.该策略包含动态时间规整(DTW)算法、高斯混合模型与道格拉斯-普克(DP)算法... 详细信息

针对机器人示教编程过程中使用高斯混合模型(GMM)规划运动轨迹时存在的高斯分布个数难以选择、复现轨迹精度较低等问题,提出了一种复合的机器人运动轨迹学习策略.该策略包含动态时间规整(DTW)算法、高斯混合模型与道格拉斯-普克(DP)算法.首先,针对示教过程中采集的多条轨迹在时间长度上存在差异的问题,采用DTW算法来统一示教轨迹在时域上的变化.其次,使用GMM算法对示教轨迹的特征进行提取,并利用高斯混合回归(GMR)算法将其重构为复现轨迹.在这个过程中采用DP算法来预估GMM算法的关键参数高斯分布的数量,与传统方法相比,能够简单直观地得到相对准确的参数值.利用DP算法对复现轨迹的数据点进行稀疏化并优化,不仅确保了机器人最终运动轨迹的精度,而且大幅减少了最终轨迹数据点的数量.最后,进行了不同形状的模拟焊接轨迹学习规划实验.结果表明:经由DTW对齐后的示教轨迹具有更加明显的运动特征,经过GMM-GMR学习输出的复现轨迹具有良好的表征结果;在使用GMM-GMR算法学习示教轨迹的过程中,采用DP算法可以有效预估高斯分布个数;经过DP算法稀疏化并优化的最终轨迹的平均位置误差均在0.500 mm以内,其最大误差可以控制在0.800 mm以内,可以满足焊接轨迹规划的精度要求,验证了该策略的有效性和优越性.

关键词：工业机器人示教编程高斯混合模型道格拉斯-普克算法动态时间规整轨迹复现

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模拟降雨下茎秆直径对紫色土坡面植物篱-草沟系统氮磷流失的影响

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生态与农村环境学报 2025年

作者：刘茜宋兰胡文婷赵新梅李永灏何丙辉李天阳西南大学资源环境学院

植物篱-草沟系统是结合植物篱和生态草沟的复合措施，在紫色土坡面已广泛应用。茎秆直径是影响植物阻控坡面氮磷流失的重要指标，但茎秆直径对植物篱-草沟系统坡面氮磷流失的影响还不清楚。本研究设置5种植物篱茎秆直径，分别为0 mm（... 详细信息

植物篱-草沟系统是结合植物篱和生态草沟的复合措施，在紫色土坡面已广泛应用。茎秆直径是影响植物阻控坡面氮磷流失的重要指标，但茎秆直径对植物篱-草沟系统坡面氮磷流失的影响还不清楚。本研究设置5种植物篱茎秆直径，分别为0 mm（对照，CK），1 mm（T1）、2 mm（T2）、4 mm（T3）、8 mm（T4），通过室内模拟降雨试验探究植物篱-草沟系统地表径流总氮（TN）、总磷（TP）的流失特征，评估不同茎秆直径对紫色土坡面植物篱-草沟系统的氮磷流失削减效益。结果表明：（1）T1、T2、T3、T4的泥沙削减率比CK处理显著高39.95%、59.86%、83.60%、94.42%（p<0.05）；T3、T4的泥沙拦截效益显著高于T1（p<0.05）。（2）各处理下，径流TN、TP流失浓度随降雨历时变化在2.89～10.08 mg·L-1、0.31～0.62 mg·L-1；与CK相比，T2、T3、T4 的TN平均流失浓度显著削减（p<0.05）；同时T2、T3、T4的TN流失浓度削减效果显著高于T1（p<0.05）。（3）与CK相比，T2、T4的TN流失量和流失率分别显著减小了51.92%、60.66%和49.37%、58.75%（p<0.05）。（4）TN、TP流失浓度及TP流失量与茎秆直径呈指数负相关（p<0.05）。研究结果为紫色土坡耕地农业面源污染防控措施优化提供理论依据。

关键词：紫色土径流氮磷流失植物篱-草沟系统模拟降雨

我国畜禽饲料资源中矿物元素钾含量的调查研究

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动物营养学报 2025年

作者：李笑然张丽阳廖秀冬马雪莲吕林罗绪刚中国农业科学院北京畜牧兽医研究所矿物元素营养研究室扬州大学动物科学与技术学院

本调查旨在研究我国不同地区畜禽饲料资源中钾含量的分布情况,为饲粮配制过程中准确添加钾提供可靠数据。使用电感耦合等离子体发射光谱仪测定7类37种主要饲料原料中钾含量,共涉及4 054个饲料样品(采自全国31个省、直辖市和自治区)。结... 详细信息

本调查旨在研究我国不同地区畜禽饲料资源中钾含量的分布情况,为饲粮配制过程中准确添加钾提供可靠数据。使用电感耦合等离子体发射光谱仪测定7类37种主要饲料原料中钾含量,共涉及4 054个饲料样品(采自全国31个省、直辖市和自治区)。结果显示,7类37种饲料原料中平均钾含量为18 447～19 638 mg/kg,由高到低依次为:牧草类饲料原料(19 638 mg/kg)、秸秆类饲料原料(18 447 mg/kg)、植物性蛋白质类饲料原料(15 183 mg/kg)、谷物籽实加工副产品类饲料原料(8 791 mg/kg)、动物性蛋白质类饲料原料(8 242 mg/kg)、谷物籽实类饲料原料(3 714 mg/kg)、矿物质类饲料原料(1 056 mg/kg)。比较不同省、直辖市和自治区玉米、小麦及豆粕中钾含量,发现玉米、豆粕中平均钾含量存在显著差异(P0.05)。根据我国现行的4种饲粮类型(谷物-豆粕饲粮、玉米-豆粕饲粮、谷物-饼粕饲粮、玉米-饼粕饲粮)及饲料原料中钾含量实测值,计算了152个猪、鸡基础饲粮中钾含量,猪79个基础饲粮中钾含量为6 588～7 296 mg/kg,鸡73个基础饲粮中钾含量为6 619～8 144 mg/kg,均可满足猪、鸡的钾营养需要量。由此可见,我国同一种类不同饲料原料中钾含量差异较大,不同地域同一饲料原料中钾含量差异明显,各地猪、鸡常用基础饲粮中钾含量可满足畜禽需求。

关键词：饲料原料钾含量猪鸡

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新疆耕地多功能时空特征与权衡管理

水土保持研究 2025年第1期32卷 400-412页

作者：李奇峰王艺洁王浩阳张蚌蚌新疆农业大学经济管理学院乌鲁木齐830052 西北农林科技大学经济管理学院陕西杨凌712100

[目的]研究耕地“生产-生活-生态”功能间发展不平衡现状,提出分区权衡管理措施,对促进耕地可持续利用水平和推动区域耕地保护政策实施具有重要意义。[方法]利用新疆85个县市2005-2020年社会经济数据,构建耕地多功能评价体系,基于改进CR... 详细信息

[目的]研究耕地“生产-生活-生态”功能间发展不平衡现状,提出分区权衡管理措施,对促进耕地可持续利用水平和推动区域耕地保护政策实施具有重要意义。[方法]利用新疆85个县市2005-2020年社会经济数据,构建耕地多功能评价体系,基于改进CRITIC-熵值法确定指标权重,运用综合指数模型、Spearman秩相关和双变量空间自相关模型对新疆耕地多功能进行评价,分析了耕地多功能的时空特征及其权衡协同关系,并将新疆划分为五大耕地利用功能区。[结果](1)耕地生产、生活、生态功能分别呈现“中间高,南北低”“北高南低”“三高夹两低”的空间分布特征。(2)耕地多功能间存在显著权衡关系,研究期内生产-生活功能权衡关系减弱,而生产-生态和生活-生态功能权衡关系增强。(3)基于以上结果,将耕地功能区划分为农业生产主导区(25.88%)、农业发展提升区(12.94%)、生态农业维持区(45.88%)、协同潜力提升区(5.88%)、城镇农业建设区(9.41%),优化新疆耕地利用格局。[结论]基于耕地功能分区提出差异化权衡管理措施,有利于保障粮食安全,对新疆耕地保护及多功能协同利用有一定借鉴意义。

关键词：耕地多功能三生空间权衡协同关系新疆

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