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基于虚拟样机的双臂机器人控制系统研究

基于虚拟样机的双臂机器人控制系统研究

作者：盖帅燕山大学

学位级别：硕士

近年来,冗余双臂机器人已经成为机器人领域中的一个前沿课题,双臂机器人由于具备较强协作能力和较高灵活性等优点,受到了越来越多的研究关注,并广泛应用于生活服务、军事安防、制造业生产、外太空探索等领域。随着对机器人操作任务和环... 详细信息

近年来,冗余双臂机器人已经成为机器人领域中的一个前沿课题,双臂机器人由于具备较强协作能力和较高灵活性等优点,受到了越来越多的研究关注,并广泛应用于生活服务、军事安防、制造业生产、外太空探索等领域。随着对机器人操作任务和环境的要求越来越复杂,对机器人进行有效的双臂协调控制成为亟需解决的关键问题。针对上述关键问题,本课题研究了基于虚拟样机的双臂机器人控制系统,以理论建模为基础,在速度层面上对冗余度机械臂进行了逆运动学研究,设计了面向对象的双臂协调控制算法,并通过虚拟样机与实际机器人结合对算法进行了验证。本论文主要完成了以下工作。本文首先利用D-H参数法对冗余机械臂的正运动学进行分析。针对为满足实时性条件下求解冗余度机械臂逆运动学精确解的问题,在速度层次上采用梯度投影法获得优化的逆运动学初始解,再固定机器人手臂的一个关节使用Newton-Raphson迭代法获得近似的逆运动学精确解。利用牛顿-欧拉方法对机械臂进行动力学建模,为后续研究奠定理论基础。然后针对在紧协调约束条件下的双臂协调控制问题,结合面向对象的协调控制思想,定义了双臂机器人系统的协调操作控制空间,设计了面向对象的双臂机器人系统协调控制方法,并结合机械臂运动学逆解设计了双臂机器人的协调避障算法。最后以一台仿人形双臂机器人为研究本体,基于ROS和Windows系统构建机器人的虚拟样机控制平台,设计了跨系统通讯程序。基于虚拟样机和实际机器人,设计基于虚拟样机的双臂协调搬运、协调避障和机器人实时控制实验,验证了算法的正确性和系统的有效性。

关键词：双臂机器人虚拟样机冗余自由度逆运动学协调控制协调避障

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天然产物调控氧化应激治疗脊髓损伤

中国组织工程研究 2025年第12期29卷 2560-2568页

作者：张孝炜闫炳翰仇道迪薛海鹏谭国庆徐展望山东中医药大学山东省济南市250000 山东中医药大学附属医院山东省济南市250000

背景:脊髓损伤是一种严重的神经系统疾病,常导致神经功能严重受损。在脊髓损伤后的病理过程中,氧化应激是一个重要环节,导致神经细胞死亡和功能丧失。近年来,天然产物因来源广泛、结构多样且生物活性丰富,逐渐在脊髓损伤后的氧化应激治... 详细信息

背景:脊髓损伤是一种严重的神经系统疾病,常导致神经功能严重受损。在脊髓损伤后的病理过程中,氧化应激是一个重要环节,导致神经细胞死亡和功能丧失。近年来,天然产物因来源广泛、结构多样且生物活性丰富,逐渐在脊髓损伤后的氧化应激治疗中展现出潜在的应用价值。目的:讨论部分天然产物在脊髓损伤后氧化应激过程中的治疗作用以及相关作用机制,以期为脊髓损伤的抗氧化治疗提供新的思路和方向。方法:以“spinal cord injury,oxidative stress,anti-oxidation,natural products,natural compounds,polyphenols”“脊髓损伤,氧化应激,抗氧化,天然产物,天然化合物,多酚”为关键词,在PubMed、Web of Science、Embase、Cochrane、维普、CBM、万方和中国知网数据库检索自建库以来至2024年5月的相关文献。制定纳入和排除标准,通过阅读文献标题、摘要及全文内容进行筛选,最终纳入97篇相关文献。结果与结论:①天然产物如多酚类等可以依靠其结构中的酚羟基发挥直接清除氧化自由基的作用,减轻脊髓损伤后的氧化应激反应;②一些天然产物可以通过调控某些信号转导通路增强体内相关抗氧化酶的活性,减轻氧化应激;③部分天然产物可以通过增强自噬的方式减弱脊髓损伤后的氧化应激;④利用天然产物调控氧化应激可能成为今后临床上治疗脊髓损伤的有效工具。

关键词：脊髓损伤氧化应激抗氧化天然产物天然化合物多酚综述

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硅胶键合有机磺酸催化剂的制备与表征

石油学报（石油加工） 2010年第S1期26卷 131-136页

作者：盖帅徐永强刘晨光中国石油大学重质油国家重点实验室CNPC催化重点实验室山东青岛266555

用γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷对硅胶表面进行化学改性,引入双键,然后将苯乙烯与改性硅胶键合得到表面含有苯环的硅胶微粒,最后以浓硫酸磺化得到以苯基磺酸基为活性中心的固体酸。采用红外光谱、元素分析对固体酸及其前驱物进行... 详细信息

用γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷对硅胶表面进行化学改性,引入双键,然后将苯乙烯与改性硅胶键合得到表面含有苯环的硅胶微粒,最后以浓硫酸磺化得到以苯基磺酸基为活性中心的固体酸。采用红外光谱、元素分析对固体酸及其前驱物进行了表征,化学滴定法测得固体酸酸量为2.70 mmol/g。通过邻苯二甲酸二正丁酯的合成反应验证了制得的固体酸的催化活性,经3次使用后仍保持较高活性,邻苯二甲酸二正丁酯收率可达99.6%。

关键词：硅胶键合磺酸制备表征

黄萎病菌诱导下陆地棉酵母双杂交文库的构建及GhMAPKKK2互作蛋白的筛选

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核农学报 2025年第1期39卷 68-76页

作者：程贯富张文祥郭新悦张国帅吕晓迪代培红雷建峰李月新疆农业大学生命科学学院新疆乌鲁木齐830052 新疆农业大学农学院新疆乌鲁木齐830052

为了探究棉花响应黄萎病菌侵染的分子机制并筛选GhMAPKKK2的互作蛋白,以陆地棉XLZ35为材料,基于Gateway克隆技术构建了棉花黄萎病菌诱导的陆地棉酵母双杂交文库,其中初级文库和次级文库的库容分别为1.2×10^(7)和2.0×10^(7)CFU,插入片... 详细信息

为了探究棉花响应黄萎病菌侵染的分子机制并筛选GhMAPKKK2的互作蛋白,以陆地棉XLZ35为材料,基于Gateway克隆技术构建了棉花黄萎病菌诱导的陆地棉酵母双杂交文库,其中初级文库和次级文库的库容分别为1.2×10^(7)和2.0×10^(7)CFU,插入片段重组率均为100%且平均长度大于1000 bp。次级文库质粒浓度为953 ng·μL^(-1),符合构建酵母文库的标准,可用于酵母双杂交筛选互作蛋白。构建了pGBKT7-GhMAPKKK2表达载体,并验证了该载体对酵母细胞无毒性且不存在自激活活性。以GhMAPKKK2为诱饵蛋白,利用酵母文库初步筛选,获得81个阳性互作蛋白,经测序对比选取6个候选蛋白,通过酵母双杂交及双分子荧光互补试验(BiFC)验证,明确了候选蛋白GhFLA与GhMAPKKK2存在互作关系。本研究结果为解析GhMAPKKK2调控棉花抗黄萎病反应分子机制及调控网络提供了重要参考。

关键词：棉花黄萎病菌酵母双杂交互作蛋白 GhMAPKKK2

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空间生产视角下城郊融合类乡村社区空间更新策略研究——以巴格日社区为例

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城市建筑 2025年第1期22卷 107-110,160页

作者：宋炳瑞艾斯卡尔·模拉克新疆大学建筑工程学院

在乡村振兴和城乡融合的背景下,城郊融合类乡村社区空间更新策略成为关键议题。本研究以巴格日社区为例,运用空间生产理论,深入探讨了经济、文化、社会参与层面的综合空间更新策略。本研究首先分析了城郊融合类乡村面临的主要挑战,包括... 详细信息

在乡村振兴和城乡融合的背景下,城郊融合类乡村社区空间更新策略成为关键议题。本研究以巴格日社区为例,运用空间生产理论,深入探讨了经济、文化、社会参与层面的综合空间更新策略。本研究首先分析了城郊融合类乡村面临的主要挑战,包括产业结构单一、经济发展不平衡、资源配置低效等问题,并指出社会文化与生态环境保护在空间更新中的重要性。接着,研究提出了针对巴格日社区的空间更新策略,包括经济与文化融合发展、社区参与和治理机制、多功能空间设计等方面的具体措施,旨在促进社区的活力再生和可持续发展。通过分析空间的实践、空间的表征及表征的空间三个维度,本研究揭示了城郊融合类乡村在空间更新过程中的动态机制,为城乡融合提供了新的思路和策略。研究结果强调了社区营造在城郊融合类乡村空间更新中的核心作用,提出了一系列基于空间生产理论的策略,以指导巴格日社区的空间更新。

关键词：空间生产城郊融合类乡村乡村社区更新

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基于多组学的茶树种质资源及抗旱性研究

基于多组学的茶树种质资源及抗旱性研究

作者：盖中帅烟台大学

学位级别：硕士

茶树生性喜湿,由于种植区气候的变化,茶树经常会遭受干旱胁迫危害,以致于严重影响茶叶产量和品质。开展茶树抗旱机制研究和培育抗旱新品种尤为重要。本研究首先基于代谢组学方法对两种茶树种质资源(‘青农3号’和‘青农38号’)进行鉴定... 详细信息

茶树生性喜湿,由于种植区气候的变化,茶树经常会遭受干旱胁迫危害,以致于严重影响茶叶产量和品质。开展茶树抗旱机制研究和培育抗旱新品种尤为重要。本研究首先基于代谢组学方法对两种茶树种质资源(‘青农3号’和‘青农38号’)进行鉴定,随后以抗旱性强的‘青农3号’为研究对象,应用高通量转录组测序技术(RNA-seq)、广泛靶向代谢组学技术及生物信息学分析手段,从茶树的生理响应、基因表达、代谢物谱变化等方面全面系统地探究了外源脱落酸(ABA)对缓解茶树干旱胁迫的分子调控机制。同时,通过转录组和代谢组联合分析,初步揭示了干旱胁迫下外源喷施ABA对茶树的初级代谢和次级代谢的响应机制和变化规律。主要研究结果如下:1.结合农艺性状、生物化学、代谢组学和感官审评等综合的评价体系,比较鉴定了两种茶树种质资源。结果表明,‘青农3号’和‘青农38号’比对照品种‘寒梅’具有萌芽早、产量高的特点;生化成分结果表明‘青农3号’中茶多酚和儿茶素的含量最高,咖啡碱含量在‘青农38号’中最低;代谢组分析发现,‘青农3号’在儿茶素的生物合成中具有较高的活性,特别是表儿茶素没食子酸酯(ECG)和表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)的合成。‘青农38号’在氨基酸的生物合成中具有较高活性;感官审评结果表明,‘青农3号’和‘青农38号’总质量得分均超过90分,表明两种茶树品种具有较好的香气和滋味。‘青农3号’和‘青农38号’是生产绿茶的优质高产育种材料,并认为代谢组学方法可作为评价茶叶种质资源的有效辅助方法。2.外源喷施ABA后,茶树对干旱胁迫的生理响应变化显著。生理指标测定结果发现,外源喷施ABA后可缓解茶树叶片中丙二醛(MDA)的积累,抑制叶绿素的降解,对干干旱引起的最大光能转化效率(Fv/Fm)下降有明显的缓解作用,在一定程度上提高谷胱甘肽还原酶的活性。3.利用RNA-seq技术分析了茶树干旱及外源ABA对干旱胁迫的分子响应机制。获得了轻度干旱胁迫(MD)、外源ABA处理(ABA)和重度干旱胁迫(SD)下茶树叶片中与叶绿素代谢、谷胱甘肽代谢、蔗糖和淀粉代谢、糖酵解、TCA循环和类黄酮代谢相关的差异表达基因(DEGs)。通过对差异表达基因进行GO和KEGG功能富集分析发现,谷胱甘肽代谢、光合作用、叶绿素代谢、蔗糖和淀粉代谢、TCA循环等差异表达基因在ABA处理和SD处理下的表达差异显著。差异表达基因表达趋势与生理指标结果相吻合,揭示了外源喷施ABA能通过影响茶树抗氧化系统、光合系统、能量代谢来缓减干旱胁迫对茶树的损害。4.利用代谢组学技术分析了MD、ABA和SD处理下茶树叶片的代谢物谱变化。结果共检测到641种代谢物。对不同处理组的差异代谢物分析发现,与SD处理相比,ABA处理中的类黄酮物质明显增加,而脂质物质含量明显降低,表明茶树在遭受干旱胁迫时会通过调节体内脂质变化来适应不利环境造成的影响,而喷施外源ABA可能在干旱胁迫下对维持初级代谢平衡发挥重要作用;此外,喷施外源ABA不仅能调节类黄酮生物合成途径相关基因的表达,而且促进更多的碳源流向类黄酮合成,形成更多种类的黄酮类生物活性物质,来增强茶树的抗旱性。

关键词：茶树代谢组转录组干旱脱落酸

关节镜下肩袖撕裂修补后再撕裂的非手术性影响因素

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中国组织工程研究 2025年第27期29卷 5914-5923页

作者：黄子帅王健山东第一医科大学附属省立医院骨关节科山东省济南市250000

背景:目前肩关节镜下肩袖修补术已经成为治疗肩袖撕裂的主要方法。肩关节镜下肩袖修补后肩袖再次发生撕裂是多因素作用的结果,术后发生再撕裂是当前研究热点。目前针对术后肩袖再撕裂非手术影响因素的全面性综述较少。目的:探究导致肩... 详细信息

背景:目前肩关节镜下肩袖修补术已经成为治疗肩袖撕裂的主要方法。肩关节镜下肩袖修补后肩袖再次发生撕裂是多因素作用的结果,术后发生再撕裂是当前研究热点。目前针对术后肩袖再撕裂非手术影响因素的全面性综述较少。目的:探究导致肩关节镜下肩袖修补后肩袖再撕裂的非手术性危险因素,为临床干预提供理论指导,减少术后肩袖再撕裂的发生。方法:第一作者在2023年5月进行检索,并在2023年5月至2024年7月补充文献。检索PubMed、Web of Science和中国知网关于关节镜修复后肩袖再撕裂的非手术危险因素的观察性对比研究,检索采用主题词与自由词相结合的方式,文献检索时限为2000-01-01/2024-07-01。结果与结论:①按照纳入和排除标准,共采纳70篇文献进行综述分析;②此文综述了肩袖修补术后再撕裂的各种非手术因素,包括人口与社会因素、解剖因素、肩袖质量、术后康复、肩袖撕裂类型、手术时机等;③年龄增长与肩袖退化性变化相关,增加再撕裂的可能性;糖尿病和高血脂等代谢性疾病可通过影响局部血液供应和组织质量间接影响修复质量和稳定性;④临界肩角和关节盂倾斜度被认为是影响再撕裂风险的关键解剖学参数,临界肩角>35°的患者再撕裂风险显著增加,关节盂倾斜度较大会改变肩部的生物力学环境,增加撕裂风险;⑤肩袖肌腱的质量,如脂肪浸润和肌肉回缩及撕裂类型(例如大的或复杂的撕裂形状)也影响再撕裂率;⑥术后康复对再撕裂也有显著影响,包括康复的时间和方式,适度的活动有助于改善血液循环和肌腱愈合,但过早或过度的活动可能增加撕裂风险,定制个性化康复方案在预防肩袖再撕裂中具有重要作用;⑦虽然手术技术对肩袖修复的成功至关重要,但这些非手术因素同样影响术后结果和再撕裂风险,应在临床实践中得到充分考虑。

关键词：肩袖损伤肩袖再撕裂非手术因素肩峰形态肩袖撕裂类型术后康复工程化组织构建

秋播高羊茅生长、生理特性及氮需求对氮肥用量的响应

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草原与草坪 2025年

作者：米明董可帅王鑫张欣欣赵俊福井大炜司东霞聊城大学农业与生物学院德州学院生态与资源环境学院

【目的】明确氮肥施用对秋播高羊茅（Festuca arundinacea）生长、生理特性及养分吸收的影响，确定适宜的氮肥用量和氮素营养诊断指标。【方法】通过田间微区试验，研究越冬期和返青期高羊茅地上部生长生理特性、氮磷钾养分吸收和氮肥... 详细信息

【目的】明确氮肥施用对秋播高羊茅（Festuca arundinacea）生长、生理特性及养分吸收的影响，确定适宜的氮肥用量和氮素营养诊断指标。【方法】通过田间微区试验，研究越冬期和返青期高羊茅地上部生长生理特性、氮磷钾养分吸收和氮肥利用效率对不同氮肥用量(0、6、12、18 g /m2)的响应。【结果】适量施用氮肥可以提高高羊茅植株的叶绿素含量、养分浓度和养分吸收量，增加株高、单株叶片数和分蘖数，促进地上部生长；随氮肥用量增加，可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸含量升高，丙二醛含量下降，有利于增强植株对低温胁迫的抗性，降低低温伤害；氮肥用量12 g /m2情况下，氮肥表观利用率最高，为36.76%；适宜高羊茅生长的氮肥用量范围为6.5～30.2 g /m2，获得 80% 最大地上部干物质量的地上部氮浓度为2.75%。【结论】氮肥施用显著影响高羊茅的生长和生理特性，氮肥用量6.5 g/m2和地上部氮浓度2.75%可分别作为高羊茅养护管理氮肥用量推荐和植株氮营养诊断的参考。

关键词：高羊茅抗性指标:养分利用效率氮肥适宜用量氮营养诊断

桂北地区石灰岩机制砂混凝土结构力学试验及性能研究

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桂北地区石灰岩机制砂混凝土结构力学试验及性能研究

作者：盖炳州广西大学

学位级别：硕士

近几年,建筑市场对河砂的需求量急剧增加,河砂过度开采导致生态环境破坏,河砂供应量逐年减少引起河砂价格上涨。机制砂作为替代河砂的新型材料,在实际工程上的应用研究具有重要意义。石粉含量对机制砂混凝土结构作用机理、非线性本构关... 详细信息

近几年,建筑市场对河砂的需求量急剧增加,河砂过度开采导致生态环境破坏,河砂供应量逐年减少引起河砂价格上涨。机制砂作为替代河砂的新型材料,在实际工程上的应用研究具有重要意义。石粉含量对机制砂混凝土结构作用机理、非线性本构关系以及设计计算影响都是特别重要的,然而这些机制砂研究技术尚未成熟。本文针对广西北部地区融水至河池高速公路石灰岩机制砂母岩特性、制作工艺、材料物理性能以及配合比设计展开试验研究;对机制砂混凝土进行X射线衍射试验、压汞试验以及抗氯离子渗透试验;并且浇筑100mm×100mm×300mm混凝土棱柱体试块,然后开展混凝土应力-应变本构试验和探究其破坏机理;运用最小二乘法拟合试验曲线,得出适用于机制砂混凝土本构方程;然后结合MATLAB分析软件、运用有限条带法这种编程计算的方法验证本构方程的准确性;最终引入机制砂混凝土本构方程、推导出适用于机制砂混凝土梁受弯承载力计算公式。取得成果如下:(1)选用的石灰岩母岩拥有很好的力学性能、品质优良,并且采用标准化生产方法,最终得到石灰岩机制砂具有较好的物理性能。石灰岩机制砂和河砂具有相似的物理性能,完全满足规范要求,适用于实际过程中混凝土的配制。(2)为了研究机制砂混凝土水化产物化学组成和机制砂混凝土孔隙结构,探究石粉变化因素在微观层面对机制砂混凝土作用机理,开展了相关试验,发现石灰石粉既能参与水泥水化反应,又能填充混凝土中的孔隙结构,进而影响机制砂混凝土宏观性能。(3)开展机制砂混凝土耐久性能和力学性能试验研究,探究石灰石粉对其各项宏观性能指标的影响,结果表明机制砂混凝土抗氯离子渗透性随着石粉含量增加而逐渐增强,而抗压强度呈现先增加后减小的趋势,河砂混凝土抗渗、抗压性能都不如绝大多数机制砂混凝土。这也从宏观角度印证了石灰石粉影响因素在微观结构的作用机理。(4)对机制砂混凝土开展单轴受压应力-应变本构试验,机制砂混凝土和河砂混凝土破坏形态基本相似,斜裂缝与水平面大约成60度夹角,高强机制砂混凝土试验曲线下降段十分陡峭,破坏形式为脆性破坏,机制砂混凝土延性不如河砂混凝土。(5)机制砂混凝土应力-应变曲线采用分段有理式表达,拟合结果和试验数据基本一致。通过编程计算验证了机制砂混凝土本构方程的适用性,说明提出的本构模型可以用于设计计算以及实际过程中。(6)推导出机制砂混凝土正截面受弯承载力计算公式中的α、β两个系数比普通混凝土小。

关键词：机制砂微观结构应力-应变曲线本构模型正截面受弯承载力