组间波形相似度及在中医推拿法垂直作用力信号分析中的应用

目的研究表征同类信号不同组间波形相似程度的定量指标,并应用于中医推拿法垂直作用力信号分析。方法对两列同类周期信号序列归一化和波形误差分析后,定义表征同类信号不同组间波形相似程度的组间波形相似度。实测著名推拿医师、已学习中医法一段时间的研究生和法初学者3组操作者的法垂直作用力信号,计算3组信号的组间波形相似度,分析他们的相似程度。结果数位推拿医师之间的法垂直作用力信号组间波形相似度较高,可作为其他法垂直作用力信号与之比较的模板,研究生和医师之间的相似度次之,初学者与医师之间的相似度最低,三者有显著性差异。结论本文提出的组间波形相似度可以作为评判中医推拿法垂直作用力信号不同组间波形相似程度的定量指标,也可应用于其他近周期信号组间波形的相似程度评判。

基于鞋垫传感器测量垂直地面反作用力的算法

目的提出一种实用、高精度的足底压力动态监测算法,通过电容式鞋垫传感器测量走路时垂直地面反作用力(vertical ground reaction force,vGRF),并验证预测精度的可靠性。方法4名健康男性受试者穿戴电容式鞋垫传感器,在Kistler三维测力台上采集快速和慢速行走数据。对电容式鞋垫传感器采集到的数据进行像素化处理,处理后的数据输入残差神经网络ResNet18,预测得到高精度vGRF。结果与Kister测力台收集的数据分析比较,快速和慢速行走的归一化均方根误差(normalized root mean square error,NRMSE)分别为8.40%和6.54%,皮尔森相关系数(Pearson correlation coefficient)均大于0.96。结论本研究为移动场景下GRF动态测量提供了一种新型算法,可以用于实验室外完整GRF估计,而不受测力台数量和位置的约束,潜在应用领域包括步态分析以及有效捕捉病理性步态。

女子跳马过程中运动员与器械垂直反作用力研究

1研究目的 通过运动学分析方法和生物力学建模与仿真方法,揭示这类技术动作的动力学规律与技术特点,为我国运动员发展该类型动作提供理论依据和技术参考。

森林植被垂直截留作用与水土保持

本文分析了林冠层、灌木草本层、枯枝落叶层的截留量及其削减的降雨能量，并以六盘山林区各森林流域为例．评论了垂直截留作用对林地土壤和森林流域水量收入的影响，阐明了森林植被垂直结构中各层次在保持水土中的地位。

垂直向地震作用对节理岩体失稳破坏的影响

基于线弹性断裂力学理论分析了垂直向地震作用对节理岩体地震动力破坏的影响。在仅考虑峰值时,最不利的单向地震动加速度方向是水平倾向坡外,双向则依据破裂机制是拉剪或压剪,加速度分别是水平倾向坡外与向下或向上的组合。地震动的幅值、作用方向及双向地震动的组合都可使岩体的破坏机制发生转化,并且是突变的、不可逆的。较低峰值的双向地震动产生的应力强度因子可能大于较高峰值的单向地震动所产生的应力强度应子。在岩体节理分布特征和静态应力场一定的初始条件下,第一个导致岩体中产生破裂的地震动加速度幅值及其方向的组合唯一地决定了岩体不可逆破坏发展的方向、机制及最终的破坏特征,其复杂性远大于静力作用时的情况。对岩体地震动力破坏问题的认识应充分考虑垂直向地震动的重要影响。

基于主成分分析和小波神经网络预测跑步中垂直地面反作用力

目的建立基于主成分分析(principal component analysis,PCA)和小波神经网络模型(wavelet neural network,WNN)预测跑台上人体所受垂直地面反作用力(vertical ground reaction force,vGRF)的方法。方法选取9名后足跑者在跑台上以12、14与16 km/h速度跑步,通过红外运动捕捉系统和测力跑台同步采集运动学数据与vGRF。以Morlet函数作为激活函数并构建3层神经网络,将大腿、小腿与足的环节质心速度与髋、膝与踝关节的关节角度输入到模型。使用重相关系数(coefficient of multiple correlation,CMC)以及误差值评价预测模型的准确性,使用Bland-Altman方法分析vGRF预测峰值与测量峰值间一致性。结果不同速度下vGRF预测曲线与测量曲线间CMC>0.99,预测值与测量值间均方根误差(root mean squared error,RMSE)为0.18~0.28 BW,标准均方根误差(normalized root mean squared error,NRMSE)为6.20%~8.42%。不同速度下冲击力与推进力峰值NRMSE<15%。Bland-Altman结果显示,12 km/h推进力峰值的预测误差以及14 km/h冲击力和推进力峰值的预测误差在95%一致性区间。结论构建的PCA-WNN模型可准确预测出跑台跑步时人体所受vGRF。研究结果为在跑台上获得动力学数据和实时监测提供新途径,对研究跑步损伤及康复治疗有较大意义。

对流有效位能垂直分布作用的评价

对流有效位能 (CAPE)与评价大气对流潜力的标准的不稳定指数 ,例如抬升指数 (LI) ,只有中等程度的相关。这是由于 LI仅反映单层的浮力 ,而 CAPE反映了积分厚度和浮力。将 CAPE值除以积分厚度 ,使其正规化 ,得到一个指数 (NCAPE) ,它与厚度无关 ,是一种方便的求气块平均浮力的方法。正规化有效地区别了 CAPE类似而其浮力不同 ,积分厚度不同的环境。而且由于 CAPE的垂直分布对对流上升气流的强度可能有很大影响 ,因而把 CAPE和 NCAPE分成若干层是有利的。NCAPE对于自由对流厚度浅、总 CAPE小的环境 ,可提供更有用的指标。并指出 ,结合 CAPE计算NCAPE来估计对流潜力。

地震时塔式容器垂直地震作用的计算

本文介绍了垂直地震作用计算的几种方法，并比较了它们的优缺点。通过一个计算实例，说明JB4710《钢制塔式容器》标准中所推荐计算方法的合理性。

跑时影响垂直支撑反作用力峰值的因素

该文研究的实验对象为6男3女,体重为45.5～90.9公斤。重复跑并要求踏在测力台上,以50格/秒拍摄电影。跑时分为三种速度3.35,3.83和4.47米/秒,每个人在每一速度下赤脚跑五次。测力台和计算机联机进行测试分析,包括有着地时冲力(Fz1)及垂直反作用力的峰值。

跳跃运动起跳时的摆腿技术特点及作用

通过对跳跃起跳时的摆腿技术特点与作用分析 ,得出 :跳跃起跳时 ,摆动腿在体后作折叠向前摆动过程中 ,摆动腿的整个环节重心作水平方向加速向前运动 ;在起跳腿蹬伸时所产生的垂直分力等于人体重力时相才需要摆动腿制动 ,达到减小人体作垂直方向运动的阻力 ,提高人体作垂直方向惯性运动的高度。

垂直力源产生的地面位移场

本文在空间轴称问题中,导出了圆域分布垂直力源作用下的地面位移表达式,并进行了数值计算和震例分析,研究了不同参数的垂直力源与地面位移的关系。

关于含有水平及垂直切变的二维流体的非线性波的稳定性

本文讨论了含有水平和垂直切变作用的二维流体非线性波的稳定性和解析解，其结果表明与文献不同的是不决定于垂直切变，而且还决定于水平切变以及y方向的非线性作用，其稳定区域有较大的改变。这些作用均易导致扰动发生、发展。此外，据Poincare′三元变量的控制方程奇点分类法，求得了其奇点附近的解析解，其解为余弦波及椭圆余弦波的迭加，且能在一定和条件下退化为谐波解，显示了二维非线性流体的某些特征，也拓广了文献的结果。

不同速度正向单摇跳绳地面反作用力与下肢关节角度的变化特征关系

目的测试不同速正向单摇跳绳支撑期动力学及运动学参数,分析地面反作用力特征与下肢关节角度变化特征的关系。方法选取10名专业跳绳运动员进行慢速、中速、快速的连续跳绳测试。采集动作过程中支撑期垂直地面反作用力(VGRF)值,计算运动中下肢动力学参数,同步采集动作中的运动学参数。结果中速跳绳支撑期VGRF值、爆发力、落地阶段膝关节角度均显著大于慢速跳绳和快速跳绳(p<0.05);快速跳绳下肢关节活动范围均小于慢速跳绳和中速跳绳(p<0.05);慢、中、快速跳绳运动腿刚度由小到大为中速跳绳<慢速跳绳<快速跳绳。结论快速跳绳可以作为专项练习的辅助手段发展踝关节力量;快速跳绳可以锻炼膝关节和髋关节稳定性。中速跳绳可以练习踝关节、膝关节周围肌肉力量和爆发力且出现损伤的风险小。

西双版纳热带次生林林窗边缘树表温度的时空分布

该文利用热带次生林林窗边缘树干的表面温度观测资料 ,探讨了昼间林窗边缘和林内树表温的时空分布和变化规律、林窗边缘与林内树表温的差异、林窗边缘树表温与林窗中央地表温的差异 .指出在林窗区域 ,受太阳直接照射的东侧和北侧林墙中部存在表面温度高值区 ,是林窗区域除林冠面、林窗地面、林内地面之外的新的第 4热力作用面 ,对探讨林窗区域的热量传输、小气候形成以及林窗边缘植物的侧向生长等均有重要意义 .其结果可为进一步研究林窗小气候形成机制提供研究基础 。

人机环境中下肢关节扭矩动态估计的研究

针对人体穿戴下肢外骨骼动态估计关节扭矩的问题,提出一种通过关节嵌入式传感系统对它进行准确估计的方法。通过拉格朗日法对人体-外骨骼进行整体建模,引入被动弹性力和垂直地面反作用力(GRF)诱导动力学。利用嵌入式传感系统和表面肌电采集系统(DELSYS),获取人体运动数据。通过采集的肌电信号(EMG)进行关节扭矩等距收缩计算,并与动力学模型仿真结果对比验证。结果表明,采用该动力学模型能够准确地估计出人体下肢关节扭矩,为实现自适应反馈控制提供了重要理论基础,与目前流行的基于EMG和可穿戴传感器的解决方案相比,消除了复杂的人体布线,提高了佩戴的便利性,具有重要的研究价值。

钢筋砼构件双向弯曲时砼受压区高度的计算

根据钢筋砼受弯构件的受力性能,采用相应的假设,并利用叠加原理和截面的应力应变关系,得出了双向弯曲时构件的砼受压区高度的计算方法,与现有的算法比较,有较好的效果。

回采巷道煤柱与底板稳定性分析

将老顶和老底视为加载系统,分析了回采巷道煤柱和底板岩层的相互作用及稳定性,并提出了底板岩层产生滑移的条件。认为回采巷道底鼓一般不是底板岩层在垂直应力作用下向巷道内滑移所致。

步进摩擦分析测试平台的研制

研制了步进摩擦分析测试平台,可用于检测人体在静止及运动路面上的步进摩擦特性.该平台主要由六自由度摇摆台、三维测力台和数据采集系统三部分构成,六自由度摇摆台可提供六个自由度的任意组合运动,用来模拟舰船、海浪和地震等工况;三维测力台可测量出人体在行走时的三维力和力矩;数据采集系统将六自由度运动平台和三维测力台的输出数据采集并保存到计算机中,用来分析人体运动时的步进摩擦特性.采用研制平台进行了一组试验,结果表明:人在上、下坡行走时的垂直地面反作用力与在水平路面行走时的垂直地面反作用力具有不同的分布规律,并且垂直地面反作用力均随坡度角的增大而减小.

新型脚板电子应力计

美国一家矫形器械制造商,发展了一种装置,使人类能测定在行走或跑步时足踏在地面上的力。杰出的田径运动员,普通慢跑步的爱好者和小孩,容易患上一种腿部肌肉营养障碍的毛病。这种测定人类运动状态的装置,将有助于防止和克服此类毛病。

排球扣球和拦网技术落地动作的研究

本文通过对排球运动扣球和拦网后落地动作的研究,探究扣球和拦网动作落地时地面对人体垂直方向上的反作用力。研究将16名运动员分为2组进行10次扣球,二号位、四号位分别进行10次拦网三个动作,并用三维测力台和三维运动影响捕捉系统对运动员动力学和运动学数据进行捕捉。研究发现:(1)由于扣球动作需要更大力量来达到最大高度,因此每次扣球动作的垂直反作用力均比拦网动作的垂直反作用力大;(2)通过对扣球、二号四号位拦网三个动作和双脚受力的分析,进行二号位的拦网时右脚的垂直反作用力明显高于左脚;(3)所有运动员之间存在较大的个体差异,教练员在制定训练计划进行训练之前必须对运动员的技术进行全面的检查和纠正。