DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 2. 理论基础与研究假设 由于对低碳创新如何促进碳减排问题已经积累了大量研究，通过梳理该问题的不同研究线索，就可以使气候变化倒逼低碳创新的关键因素与作用机制自然浮现出来。 2.1. 气候变化与低碳创新 由于气候变化问题的紧迫性与压倒性，低碳创新的激励过程与治理问题迅速激发了普遍的研究热情 [ 4 ] 。低碳创新普遍认可的定义是“生产、吸纳或改进新颖的产品、生产流程、服务方法、管理方法或业务方法，相较于其他方案，在其生命周期中能够带来环境风险、污染以及其他资源及能源使用负面影响的减少” [ 5 ] 。相关研究主要围绕波特关于环境规制促进创新的著名假说展开 [ 6 ] ，聚焦于如何促进低碳创新以缓解碳排放这一问题上 [ 7 ] ，研究线索包括政府的环境规制作用、公众环保意识作用、技术推动与市场拉动等方面。近期研究 [ 8 ] 进一步引入战略管理领域资源基础论的观点，强调知识与能力对低碳创新的作用。与此同时，集群与网络方法也开始得到关注，研究者认为集群与网络可以提供低碳创新的各种机会 [ 9 ] ，尤其体现在促进中小企业低碳创新上 [ 10 ] 。研究者近期还关注应对气候变化的低碳创新特点与规律等属性问题 [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] ，如研究低碳创新复杂程度、低碳创新集成、技术转让规律、创新体系制度、或是时空差异特点等。 然而，低碳创新主要针对的是温室效应所带来的气候变化问题 [ 14 ] ，气候变化对低碳创新作用的直接研究却极为缺乏。Su和Moaniba [ 3 ] 首先通过使用二氧化碳排放衡量气候变化，使用绿色专利衡量低碳创新，初步实证了气候变化对低碳创新作用关系，其中来源于煤炭与天然气消费的碳排放对低碳创新有显著的正向作用。与此同时，前述大量的低碳创新研究都是为了应对气候变化挑战，尽管研究路径相反。从这两方面的研究主题而言，低碳创新都被看成是应对气候变化挑战，逻辑上的共同点都是将气候变化看成引致低碳创新的最直接因素。据此，提出假设： H1：气候变化倒逼低碳创新，即气候越恶化，低碳创新越活跃。 2.2. 气候变化、环境规制与低碳创新 环境规制可定义为帮助缓解企业环境冲击的政府政策以及创造企业致力于环境创新的一系列特点 [ 15 ] 。环境规制是低碳创新研究中最为突出的影响因素，大量相关研究围绕波特假说的线索进行。波特否定环境规制会增加成本的传统经济学观点，提出环境规制并不是无差异地增加所有企业的成本，反而能为企业提供新机会，使得企业变得更具创造性，并最终提升其经济绩效，即著名的“创新补偿效应” [ 6 ] 。这就要求企业致力于低碳创新以获得环境与经济绩效 [ 16 ] 。波特关于环境规制促进低碳创新的假说得到大部分的实证研究支持 [ 17 ] [ 18 ] ，是低碳创新研究的奠基石。 然而，遗憾的是，尽管环境规制对低碳创新的作用研究成为热点，但环境规制的前因在该项研究中却被忽略，气候变化显然是环境规制的重要前因，环境规制可以看成是对气候变化的响应。环境支出与收费的增减首先应该与气候变化引发环境压力高度相关，环境压力使得政府加强环境规制，进而采取包括技术在内的不同应对措施。气候变化这一影响因素与作用环节的缺失直接影响到政府响应气候变化水平的全面评价。因此，在已有环境规制对低碳创新作用研究的基础上，应该向前延长研究路径，纳入气候变化对环境规制的作用环节。据此，提出本研究的第二个假设： H2：气候变化是环境规制的前因。 值得注意的是，环境规制类型的研究正逐步深入。研究者依据能否形成固定资产以及影响的长短，将环境规制分为费用型和投资型两种类型 [ 19 ] 。费用型环境规制是指只有短期影响且未能形成固定资产的资金。部分学者提出，费用型环境规制是一种负担，企业为了发展，通过购买排污权增加了企业的生产成本，并减少了企业本可以用于低碳技术的研发资金，从而抑制企业的低碳技术创新 [ 20 ] ，即费用型环境规制对企业的低碳技术创新具有挤出效应。但近期研究则认为环境收费的作用符合标准的波特假说与“创新补偿效应”，即通过增加企业成本进而促进低碳创新，属于具有“惩罚”特征的约束机制。结合气候变化作为环境规制前因的假设H2，本文提出如下系列假设： H2a：气候变化是费用型环境规制强化的前因； H2b：费用型环境规制促进低碳创新； H2c：气候变化经由费用型环境规制的中介间接抑制低碳创新。 与费用型环境规制的激励方式不同，投资型环境规制属于正向激励方式。投资型环境规制指的是对企业技术创新具有长期影响且最终会形成企业的固定资产的资金。投资型环境规制可以被理解为动力因素，通过加大新型低碳技术投资力度，帮助企业渡过技术从实验室到商业化的“死亡谷”，并支持申请专利保护阻止其它创新企业的进入和利用，进而利用自身先发优势获得垄断租以巩固甚至扩大市场份额，提升企业的竞争力 [ 21 ] 。因此，投资型环境规制对企业的低碳技术创新应该具有正向激励效应。据此，提出如下假设： H3a：气候变化是投资型环境规制强化的前因； H3b：投资型环境规制促进低碳创新； H3c：气候变化经由投资型环境规制的中介间接激励低碳创新。 因此，本研究拟以气候变化为前因变量，以低碳创新为结果变量，探究气候变化对低碳创新的作用机制，如图1所示。着重分析以下两个方面的问题：气候变化对低碳创新的直接作用；两类环境规制的中介作用。 图1. 理论框架
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user: 3. 研究方法 3.1. 数据来源与指标构建 在中国环境约束不断加强的大背景下，低碳创新势在必行，中国是进行气候变化对低碳创新作用问题研究的合适对象。本文以2004~2015年中国30个省市(因港澳台及西藏数据缺失，不予以考虑)的面板数据为样本，因变量低碳创新使用EPO与USPTO联合公布的CPC-Y02低碳创新专利数据，具体来自incopat专利数据库。自变量与控制变量来自历年《中国统计年鉴》、《中国能源统计年鉴》、《2006IPCC国家温室气体排放清单指南》、《中国环境年鉴》、《中国环境统计年鉴》等。 3.1.1. 低碳创新 低碳创新可由欧洲专利局(EPO)和美国专利局(USPO)于2013年共同颁布的CPC(合作专利分类法)中Y02分类专利来衡量，采用其中国人在国内的专利申请数，并取对数形式。Y02属于CPC专利分类中Y部类，被定义为减少与适应气候变化的相关专利。CPC整合了以往美国专利分类体系(USPC)、欧洲专利分类体系(ECLA)与国际专利分类体系(IPC)的优势，同时提供技术、功能与产品应用的信息，尤其是新增了包含Y02的Y部类，追踪的是新兴技术与交叉技术 [ 22 ] 。根据现行CPC分类，Y02包括减缓或适应气候变化的六类相关技术，一是Y02B，覆盖建筑业相关的气候减排技术；二是Y02C，包括获取、存储、压缩、释放温室气体的技术；三是Y02E，包括与能源生产、运输或是分配相关的温室气体减排技术；四是Y02P，包括生产与处理商品的减排技术；五是Y02T，覆盖与交通相关的减排技术；六是Y02W，包括污水处理或污染物管理的减排技术。 3.1.2. 气候变化 对气候变化衡量普遍使用能源消费的碳排放核算 [ 23 ] 。参考IPCC提供的核算方法，各省市碳排放核算公式如下： c l i i j t = 12 44 [ ∑ n e n ， i × α n × β n ] 式中， c l i i j t 指i省t年份j碳排放，单位万t； e n ， i 指i省第n种能源终端消费量，天然气单位为108 m 3 ，热力为104 GJ，电力为108 kW∙h，其余能源为万t； α n 指第n种能源折标准煤系数； β n 指第n种能源碳排放系数，单位万t/万tce。 3.1.3. 环境规制 首先是费用型环境规制。费用型环境规制是指只有短期的影响且未能形成固定资产的资金，以“排污费征收额”作为其代理指标，衡量环境规制对低碳技术创新的短期影响。该指标采用以2004年为基期的商品零售价格指数进行平减。 其次是投资型环境规制。投资型环境规制是指存在长期影响且最终会形成固定资产的资金，以“污染治理投资总额”作为投资型环境规制的代理指标，衡量环规制对低碳技术创新的长期影响。污染治理投资总额包含环境基础设施建设所投资金、工业污染源治理工程投资和建设项目“三同时”环保投资。以2004年为基期的固定资产价格指数对投资型环境规制进行平减。 3.1.4. 控制变量 根据以往研究 [ 24 ] ，促进低碳创新的另外三个重要变量是研发投入、外商直接投资和人均GDP，研发投入代表低碳创新的资本投入，外商直接投资则代表技术溢出或技术推动力量，人均GDP衡量一个地区的创新潜力，因此将这三个变量作为本研究的控制变量，借助GDP指数平减为2004年为基期的可比价格。 3.2. 计量模型构建 本文利用中介效应模型探索气候变化对低碳技术创新的作用机制，构建如下回归模型，为避免异常项和异方差对结果可靠性的影响，采用指标的对数形式： L n i n n o i t = α 0 + α 1 L n c l i t + X i t α + η i + μ t + ε i t (1) 其中，因变量为代表低碳技术创新的绿色专利数量 L n i n n o i t ， L n c l i t 为代表气候变化的碳排放量， X 表示控制变量矩阵，控制变量主要包括研发投入、外商直接投资和人均GDP。 η i 和 μ t 分别为省份和时间不可观测效应， ε i t 为随机扰动项。模型(1)为中介效应检验的第一步，即对去除中介变量之外的其它变量进行计量回归，考虑在不存在中介变量的情况下气候变化对低碳技术创新的直接作用效果。 M i t = β 0 + β 1 L n c l i t + X i t β + η i + μ t + ε i t (2)-(3) 模型(2)为中介效应检验的第二步， M i t 分别表示费用型环境规制( L n c h a r i t )和投资型环境规制( L n i n v i t )，用于检验两类环境规制作为中介变量的影响。 L n i n n o i t = γ 0 + γ 1 L n c l i t + γ 2 L n c h a r i t + X i t β + η i + μ t + ε i t (4) L n i n n o i t = γ 0 + γ 1 L n c l i t + γ 2 L n i n v i t + X i t β + η i + μ t + ε i t (5) 模型(4)和模型(5)将费用型环境规制和投资型环境规制分别加入模型(1)，用于检验两类环境规制分别和其它变量对低碳技术创新的影响，为中介效应检验的第三步。如果 α 1 、 β 1 和 γ 2 均显著，且 γ 1 相较于 α 1 显著性下降或数值下降，则说明存在中介效应。
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user: 4. 研究结果 对构建的计量模型(1)~(5)进行回归分析，首先对采用Hausman检验对固定效应模型和随机效应模型进行验证，结果表明固定效应模型比随机效应模型更有效，因此使用面板固定效应模型进行回归分析，回归结果见表1所示。 Table 1 Mediating effect tes 变量 Model (1) Model (2) Model (3) Model (4) Model (5) Variable Lninno Lnchar Lninv Lninno Lninno Lncl 0.652 ** (2.33) 0.0458 (1.25) 0.111 ** (2.22) 0.585 ** (2.10) 0.610 ** (2.13) Lnchar 1.464 ** (2.61) Lninv 0.380 ** (2.37) Lnrd −1.115 (−1.14) 1.221 ** (2.61) 0.644 ** (2.52) −2.902 *** (−3.39) −1.360 (−1.50) Lnpgdp 3.556 *** (6.54) −0.202 (−0.46) 0.358 (1.51) 3.852 *** (10.59) 3.420 *** (6.97) Lnfdi −0.256 (−0.21) −0.322 (−0.81) 0.191 (0.83) 0.214 (0.31) −0.329 (−0.29) _cons −34.54 *** (−6.66) 9.204 *** (3.52) −5.175 *** (−3.06) −48.02 *** (−8.56) −32.57 *** (−6.31) Hausman检验 Chi = 58.71 P = 0.0000 Chi = 78.75 P = 0.0000 Chi = 69.78 P = 0.0000 Chi = 82.42 P = 0.0000 Chi = 68.25 P = 0.0000 个体固定效应 固定 固定 固定 固定 固定 样本数 360 360 360 360 360 F 135.67 191.29 76.77 107.75 120.86 p 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 表1. 中介效应检验 注：1、括号里的数字代表t值；2、 *** 、 ** 和 * 分别表示在l%、5%和10%的水平上变量显著；3、所有结果均由stata 14. 0计算而得。 4.1. 气候变化对低碳创新的直接作用检验 模型(1)的回归结果显示气候变化对低碳创新的回归系数为0.652，且在5%的水平上显著，表明气候变化对中国低碳创新具有极其显著的直接作用，碳排放量增加1.00%，低碳创新专利申请数将增加0.652%，支持了假设H1。表明气候变化的环境压力已经传导为中国低碳技术创新的动力，气候变化成功激发了中国企业与民众的创造热情，全社会已对气候变化压力的紧迫性形成共同认知，并为应对气候变化进行了艰辛的技术探索。 4.2. 环境费用、环境投资与低碳技术创新中介效应 结合模型(1)、模型(2)和模型(4)可以对费用型环境规制的中介效应做出检验。结果显示，对于模型(1)中 α 1 显著，但模型(2)中 β 1 并不显著( α 1 = 0.6520 ， β 1 = 0.0458 )，说明气候变化不能通过加强费用型环境规制来抑制低碳技术创新，该中介效应不存在。本文分析，由于模型(2)中 β 1 不显著，表明气候变化作为费用型环境规制的前驱因素这一假设(H2a)并不成立，可能原因是费用型环境规制的实施过程受到地方政府其他目标的影响，而不是气候变化压力的影响，一方面不能排除地方政府可能有政治、经济与社会利益方面的考量，存在环境收费会影响到企业发展与地方就业的错误认识与短期行为，因此并不积极推动费用型环境规制的实施；另一方面，地方政府可能会认为环境问题的监督成本很高，环保执法部门的执法难度很大 [ 22 ] ，导致执行力度不足或是采用简单粗暴的执行办法。与这些可能原因相关，由模型(4)中 γ 2 ( γ 2 = 1.464 )显著作用系数可知，一旦加大环保执法力度，企业的低碳技术创新将得到提升，这表明费用型环境规制能很好地发挥“创新补偿效应”，支持了假设H2b。结合假设H2a与H2b，假设H2c不成立，即气候变化压力无法通过费用型环境规制来触发低碳技术创新，实现环境压力传导，可能的原因在于中国费用型环境规制实施可能有更为复杂的政治、经济与社会因素。 结合模型(1)、模型(3)和模型(5)可以对投资型环境规制的中介效应做出检验。结果显示，对于模型(1)中 α 1 、模型(3)中 β 1 和模型(5)中 γ 2 均显著( α 1 = 0.652 ， β 1 = 0.111 ， γ 2 = 0.380 )，且 γ 1 ( γ 1 = 0.610 )相较于 α 1 数值下降，说明投资型环境规制的中介效应存在，即气候变化能够通过触发投资型环境规制对低碳创新的激励效应从而促进低碳技术创新的发展，假设H3a、H3b和H3c皆成立。可见，气候变化成为了加大环境投资的合适理由，具有约束特征的气候变化压力的传导可以经过加大环境投资转变为低碳创新的正向激励，其他方面的障碍较少。因此，气候变化经由投资型环境规制促进低碳创新成为中国技术应对的一条重要作用路径。
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user: 5. 结论与启示 检验应对气候变化的技术变革努力是我国生态文明建设的重要基础。本研究首次直接验证气候变化对中国低碳创新的倒逼作用机制及效果，包括气候变化对低碳创新直接作用以及经由两类环境规制中介作用对低碳创新的间接作用，得到如下三点结论： 1) 气候变化对低碳创新具有直接的倒逼作用。研究验证了气候变化对中国低碳创新的直接促进作用，而且非常显著。即气候越是恶化，低碳创新越活跃。这一结果也印证了以往关于气候变化促进低碳创新的开创性工作成果，表明中国的企业与民众已经积极行动起来，参与到应对气候变化的低碳创造活动中。这一研究结果同时也表明，在气候恶化的持续影响下，低碳创新正成为中国最重要的创造活动之一，气候变化问题激发了中国企业与民众的参与热情。可以预见，这一新型的创新模式必将引发新的技术范式与新的商业模式产生，提供发展的新机遇，也构成未来竞争的新领域。 2) 投资型环境规制是促进气候变化对低碳创新作用的重要中介手段。研究结果显示，气候变化通过促进环境投资增加进而触发了低碳技术创新。就地方政府而言，增加环境投资在当前宏观环境下应该符合其政治、经济与社会的多维度考量。因此，面对气候变化日趋增强的环境约束，增加环境投资的障碍与压力较少，使得气候变化压力的传导可以经过加大环境投资转变为低碳创新的正向激励。因此，“气候变化 → 投资型环境规制 → 低碳技术创新”成为中国当前传导气候变化压力的重要方式。 3) 费用型环境规制不能传导气候变化压力。研究显示，气候变化无法由环境收费的中介作用促进低碳创新，气候变化压力没有传递到环境收费，尽管环境收费的创新补偿效应显著。可能原因在于，不同于投资型环境规制，地方政府实施费用型环境规制过程中容易受到企业、经济与社会的多方面约束，而且可能面临监督成本高，执法难度大的问题，导致在环境治理问题上可能产生错误认识与机会主义行为，进而抵消了气候变化压力。 基于以上结论，本文的启示包括：创造者应充分抓住气候变化引发的创造新机遇，密切关注市场、竞争、技术变化，调整发展战略，积极投身于低碳创造活动中；地方政府应积极转变观念，在确保投资型政策的条件下，积极开展收费型政策设计与实施，并注重两种政策的合理组合，以形成低碳创新的有效约束与激励。
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user: 摘 要 利用准经典轨线方法计算了基于最新三重态势能面H + HS→S + H 2 反应的动力学性质。反应几率和反应截面与含时波包方法计算的结果吻合的非常好。计算结果表明在低能区碰撞能效的提高了反应的活性，而在高能区碰撞能则抑制了该反应的进行。另外，反应产物H 2 分子主要向前和向侧边散射，碰撞能对散射强度和方向影响较大。 关键词 :准经典轨线，立体动力学，矢量相关 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 近年来，人们发现包含S-H键的最简单分子HS和H 2 S在燃烧和大气化学中扮演重要角色。因此无论在实验上还是在理论计算上，H + HS反应都受到了广泛的关注。众所周知，反应体系的势能面决定了反应过程的动力学性质。早在1983年Martin等人利用完全活性空间自洽场(CASSCF)计算了 H + HS → S + H 2 的第一个势能面 [ 1 ] ，随后Maiti等人在两个最低三重态势能面( 1 A ′ 3 和 1 A ″ 3 )上研究了系间窜跃效应 [ 2 ] ，准经典轨线TSH (Trajectory Surface Hopping)计算结果表明系间窜跃造成的强电子淬灭在反应中起着很重要的作用。然而在2010年Lara等人提出碰撞过程中产生的中间产物最终通过反应分解为产物或者通过电子淬灭分解为基态反应物 [ 3 ] 。这一结论与文献 [ 2 ] 得到的结果恰好相反。运用多参考组态相互作用方法(MRCI) Zyubin构建了H 2 S体系的从头算势能面 [ 4 ] ，并利用该势能面研究了S( 1 D) + H 2 /D 2 反应的动力学性质。利用相同的从头算数据，Ho等人为H 2 S体系构建了一个改善的基态势能面 [ 5 ] ，然而基于改善后势能面的准经典轨线计算结果与文献 [ 4 ] 十分接近。最近，吕双江利用多参考组态相互作用以及完全活性空间自洽场方法构建了一个高精度的最低三重态势能面 A ″ 3 [ 6 ] ，研究显示H + HS反应的提取通道和交换通道的过渡态均为直线型构型，分别位于 R HH = 2 . 54 a 0 和 R HS = 2 . 62 a 0 处，以及 R HH = R HS = 2.87 a 0 处，其中提取通道势垒高为0.091 eV。文章作者利用准经典轨线方法(QCT)和量子含时波包方法(TDWP)在0~2.0 eV能量范围内计算了H + HS反应的反应几率和积分反应截面。计算结果表明，由于提取反应能垒较低，在低碰撞能区反应就比较容易进行，而一旦碰撞能超过交换反应势垒，交换反应很快占据优势地位。从目前已有的文献来看，实验方面对H + HS反应的测量主要集中在对热速率常数的测定上面，而且绝大多数的都是在室温下执行。理论方面则主要集中在对碰撞反应过程标量性质的研究，而反应过程的矢量性质即立体动力学性质对于全面理解H + HS反应的微观机制具有重要意义。本文利用准经典轨线方法在文献 [ 6 ] 新构建的势能面上，详细地研究了 H + HS → S + H 2 反应的立体动力学性质，期待计算结果能对该反应的物理图像进行补充完善。本文的结果将对该势能面的准确性进行验证，并对实验上利用交叉分子束技术研究该反应以及类似的氢原子提取反应的空间动力学提供一定的参考意义。
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user: 2. 理论 运动及碰撞过程矢量在空间的分布需要在选定的质心坐标系中进行描述。图1为质心坐标系及其与矢量方向间的关系图。其中z轴平行于反应物相对速度矢量k，y轴垂直于k、 k ′ 组成的散射平面(xy面)， j ′ 表示产物的转动角动量。两矢量k、 k ′ 与坐标轴的夹角用 ( θ ， θ r ， ϕ r ) 来表示。散射角 θ 为反应物相对速度与产物相对速度方向的夹角，而 θ r 和 ϕ r 则分别代表产物的角动量在质心坐标系下的二面角和方位角。 图1. 描述矢量相关的xyz质心坐标系 在质心系中研究反应碰撞过程中的三个矢量k和 k ′ 以及 j ′ 的空间相关可以用以 ( θ ， θ r ， ϕ r ) 为变量的几率密度函数 P ( cos θ ， cos θ r ， ϕ r ) 来描述，以修正的球谐函数 C k q * ( θ r ， ϕ r ) 为基函数将几率密度展开： P ( cos θ ， cos θ r ， ϕ r ) = ∑ k = 0 ∞ ∑ q = − k k 2 k + 1 4 π × ( 2 π σ d σ k q d ω ) C k q * ( θ r ， ϕ r ) 其中 σ 是积分反应截面，散射角依赖的展开系数 2 π σ d σ k q d ω 称为极化依赖微分反应截面(PDDCS)。 在质心坐标系中，全相关的角分布 k − k ′ − j ′ 可以用二面角分布函数 P ( ϕ r ) 来描述，可以展开为傅里叶级数的形式： P ( ϕ r ) = 1 2π ( 1 + ∑ e v e n ， n ≥ 2 a n cos n ϕ r + ∑ e v e n ， n ≥ 1 b n sin n ϕ r ) 这里 a n = 2 〈 cos n ϕ r 〉 ， b n = 2 〈 sin n ϕ r 〉 。在本计算中， P ( ϕ r ) 展开到n = 24，分布函数结果就收敛了。 描述 k - j ′ 关联的 P ( θ r ) 分布可以展开为一系列的Legendre多项式： P ( θ r ) = 1 2 ∑ k ( 2 k + 1 ) a 0 ( k ) P k ( cos θ r ) 这里的展开系数 a 0 ( k ) 称为定向系数(奇数)或取向系数(偶数)，可以用下式表示： a 0 ( k ) = ∫ 0 π P ( θ r ) P k ( cos θ r ) sin θ r d θ r = 〈 P k ( cos θ r ) 〉 本文利用标准的准经典轨线理论研究了碰撞能对反应的立体动力学性质的影响。根据已有大量研究表明准经典轨线方法在处理大部分三原子体系反应是非常有效的 [ 7 ] [ 8 ] 。在计算过程中利用数值积分的方法求解哈密顿运动方程，积分采用四阶Runge-Kutta-Gill法和Hamming修正的四阶Adams-Moulton预测校正法。反应物分子轴的初始取向和振动初相位利用Monte Carlo理论随机取样。计算条件如下：反应物分子HS处于基态(v = 0， j = 0)，碰撞能范围为0~2 eV，能量格点为0.1 eV，每个能量点计算2万条轨线。初始入射原子与靶分子之间的距离设置为30 Å，积分步长为0.1 fs，该时间数值足够小赖保证能量和角动量的收敛。在角动量J = 0和碰撞参数b = 0时，反应几率由P = N R /N T 来确定，其中N R 为反应的轨线数目，N T 为计算的总轨线条数即2万。每条轨线的碰撞参数b通过b 2 在0到 b max 2 范围内随机选取得到。一旦计算得到反应几率，反应的积分反应截面就可以由下式给出 σ R = π b max 2 lim N R / N T 。H原子与HS分子的碰撞可以通过三个通道来进行，分别是H原子交换通道 H + H * S → HS + H * ，H原子提取通道 H + HS → S + H 2 以及弹性碰撞不反应通道 H + H * S → H * S + H 。本工作主要研究提取通道反应，即反应产物为H 2 分子。
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user: 3. 结果和讨论 为了验证准经典轨线方法处理该反应的可靠性，我们首先计算了反应的反应几率并与已有的精确的量子方法结果进行比较。图2给出了碰撞能在0~2 eV范围内角动量为零的条件下 H + HS ( v = j = 0 ) → S + H 2 的反应几率。本文计算的结果用圆点和正方形表示，文献 [ 6 ] 利用含时波包方法计算的结果用虚线表示。从图中可以看出准经典轨线计算的结果与含时波包方法计算的结果吻合的非常好，这说明量子效应例如零点能和隧穿效应在该反应中并不明显，对反应的动力学性质影响不大。由于该反应路径不存在势阱，只有一个能量为2.07 kcal/mol的小垒，因此反应的阈值较小。计算结果也同样显示只要能量超过0.05 eV，反应就会进行。随着碰撞能的增加，反应几率越来越大。当碰撞能处于0.4到1.2 eV之间时，反应几率几乎不会发生变化，而一旦超过1.2 eV，反应几率将会逐渐减小。这是因为此时增加的碰撞能大部分转化为促进交换反应的有效能。这说明在低能区，反应产物H 2 占据比重较大，随着碰撞能量的增加，促进反应进行的有效能并没有增加，而在高能区，交换得到的产物HS占据优势地位。这一点可以从反应的总几率即交换反应和提取反应几率之和看出。图中的正方形表示总反应几率，其随着碰撞能的增加一直在增大，这间接说明碰撞能对交换反应一直起促进作用。更重要的是，交换反应在整个碰撞能区间都占据主导地位。从趋势图上可以看出，在大于1.8 eV的更高能量区，提取反应几率几乎为零。 图2. 在0到2.0 eV碰撞能间利用准经典和量子含时波包计算得到的反应几率的对比 图3计算了 H + HS ( v = j = 0 ) → S + H 2 反应的积分反应截面，并与文献 [ 6 ] 利用耦合通道(CC)方法的结果进行了比较。很明显，两种方法计算的结果符合的很好。结果表明碰撞能在反应过程中扮演了重要的角色。积分反应截面并没有显示阈值，在低能区迅速的达到1.61 Å 2 ，然后随碰撞能的增加较柔和的降低，这种行为符合势能面无垒或者小垒的动力学情形。由于积分反应截面取决于反应轨线百分比和碰撞参数b，从图2可以看出，在0.4到1.2 eV区间内的反应几率几乎保持不变，而在观察计算过程中随机取得的碰撞参数在此碰撞能区间变化也不大，这导致了积分截面的变化也很小。总之碰撞能在低能区提高反应的活性，但是在高能区则抑制了反应的进行。另外，在高能区1.3~2.0 eV间，准经典计算的结果略高于量子计算的结果。这是由于准经典轨线理论在处理反应过程中无法处理量子效应，例如零点能和隧道贯穿效应。尽管该反应在低能情况下的量子效应不明显，但在能量较大的情况下，很明显隧道贯穿效应对反应的影响逐渐体现，这导致量子结果比准经典结果要稍微大一些，而且随着能量的不断增大，这种差异也越来越大。 图3. 在0到2.0 eV碰撞能间利用准经典和耦合通道计算得到的积分截面的对比 立体动力学的研究能帮助更好的理解碰撞能对反应的影响。图4描述了5个典型碰撞能下 k − k ′ − j ′ 相关以及产物散射角分布的极化依赖的微分反应截面(PDDCSs)。图示的纵坐标P 00 即 ( 2 π / σ ) ( d σ 00 / d ω t ) 表示简单的微分散射截面(DCS)，只表示产物分子的散射方向，与产物角动量的取向和定向并不相关。从图上可以看出H 2 产物分子在0.4 eV的低能量下主要是向侧边和略微的向后散射，在 θ = 100 ∘ 处产生一个峰值，表明大量产物分子在该角度处散射强度最大。随着碰撞能的增加，产物分子H 2 逐渐变得向前散射，并且散射强度对应的峰值角度也逐渐减小。这归因于该反应的机制属于直接反应，在碰撞能的增加下，产物的向前散射更加明显，这主要是由于冲击效应造成的。另外一般而言，对于三原子反应体系例如 A + B C → A B + C ，如果势能面是排斥型的，则产物分子倾向于向后半球散射。而对于吸引型势能面，则产物分子优先向前半球散射。此体系所采取的势能面特征是吸引的，导致理论上产物分子H 2 应大部分向前散射。我们可以利用韩克利等人提出的质量组合模型合理的解释这种异常现象。他们经过研究发现质量组合对产物空间分布的影响要大于势能面对其分布的影响。H + HS反应体系属于典型的轻–重–轻模型，在该质量模型下，产物分子尽管在吸引型势能面上也优先向前散射。 图4. 在图示5个碰撞能下极化依赖的微分反应截面PDDCSs P 00 通过上述研究发现，碰撞能和冲击效应对产物分子的散射方向有直接的影响。为了研究各个矢量空间的分布关联，我们在图5给出了PDDCSS P 20 随散射角的分布关系。P 20 是勒让德展开式的第二项 〈 P 2 ( cos θ ) 〉 的期望值，从图上可以看出它与P 00 的趋势是相反的。这说明产物角动量优先沿着垂直于k矢量方向极化，即沿垂直于相对速度方向取向。当碰撞能增加时，产物分子的极化程度逐渐变强。P 20 数值在较高和较低散射角条件下部分呈现正值，而在其它角度范围内，P 20 数值均为负值。因此P 20 的数值越小，产物角动量沿垂直于相对速度的方向进行取向的程度越大。 图5. 在图示5个碰撞能下极化依赖的微分反应截面PDDCSs P 20
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user: 4. 结论 本文在最新高质量从头算势能面上采用准经典轨线理论对 H + HS → S + H 2 的动力学性质进行了研究。计算的反应几率以及积分截面与量子含时波包方法得到的结果在整个碰撞能范围内吻合的很好。经过数据分析碰撞能在反应碰撞过程中对动力学性质影响较大。计算结果表明碰撞能在低能区能有效促进反应的进行，而在高能区则抑制了反应的进行。计算得到的简单微分散射截面表明产物分子H 2 的散射方向在低碰撞能下稍微向侧边和后半球空间散射，而随着碰撞能的增大，冲击效应导致分子主要向前进行散射。产物分子角动量沿垂直于相对速度方向进行取向，且取向程度随碰撞能的增加而增加。本文的计算结果表明该势能面的精度非常高，十分适合利用该势能面进行动力学计算进而揭示该反应的微观机制。反应物的振动和转动激发对动力学性质的影响以及氘原子取代氢原子的同位素效应正在研究中，期待能得到一些有意义的物理图像，并对类似反应的研究提供一些新的思路。
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user: 摘 要 由于胫骨的血液供应特点、受伤机制及功能的特殊性，使得胫腓骨骨折患者容易出现骨折延迟愈合等症状，极易导致下肢运动功能障碍，严重影响患者的正常生活肢体功能，对于家庭和社会都是一份沉重的负担。有研究表明，在胫腓骨骨折后，尽早进行术后康复训练，可以降低再发骨折风险，缩短病程，促使患者尽早回归正常生活。所以为了协助胫腓骨骨折患者尽快恢复下肢功能，我们研制了一种轻便、价廉、耐用的下肢骨折术后康复支具，以期对其康复有所帮助。 关键词 :胫腓骨骨折，康复训练，康复器材，下肢骨折术后康复支具 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 如今交通伤、坠落伤等高速、高能量损伤导致的四肢严重开放性骨折呈明显增多趋势，小腿胫腓骨型开放性骨折发生率也越来越高 [ 1 ] 。胫腓骨骨折是临床上骨科最常见的疾病之一 [ 2 ] 。主要包括小腿部的胫腓骨骨干双骨折、单纯胫骨骨折和单纯腓骨骨折，骨折类型常为开放性或粉碎性，发生率约占全身骨折的13% [ 3 ] 。Clelland等 [ 4 ] 对胫腓骨骨折的流行病学调查显示，78%的患者为男性，且年龄主要集中在20~31岁，常见病因为车祸(42%)、跌倒(13%)。胫腓骨骨折后的下肢运动功能障碍，严重影响患者的正常生活肢体功能，对于家庭和社会都是一份沉重的负担 [ 5 ] [ 6 ] 。胫腓骨骨折因其解剖特点局部血供不良，尤其中下1/3处更易发生骨折延迟愈合或不愈合及皮肤坏死继而出现骨外露 [ 7 ] 。所以为了缩短患者病程，促使胫腓骨骨折患者尽快回归正常生活，辅助器具就显得尤为重要。辅助器具(assistive devices或assistive products)简称辅具，是功能障碍人士，包括老年人、残疾人、伤病人补偿或改善功能，提高生存质量，增强社会生活参与能力最直接有效的手段之一 [ 8 ] 。故我们研制出了一种轻便、价廉、耐用的下肢骨折术后康复支具，以期能对胫腓骨骨折患者的术后康复有所帮助。
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user: 2. 胫腓骨骨折 胫腓骨骨折在创伤骨科属于常见病、多发病，在全身长骨骨折中发生率最高，约占10%，其中多为双骨折 [ 9 ] 。胫腓骨骨折的一般原因包括：直接暴力、间接暴力、疲劳骨折(应力骨折)等。临床上开放性胫腓骨骨折常见，其中很多患者是高能量暴力导致的损伤。由于胫腓骨位置表浅且软组织覆盖薄弱，受伤时骨折断端极易穿破皮肤形成开放性骨折，同时大多数患者有严重感染、骨缺损、血管神经损伤等情况 [ 10 ] 。大部分的患者早期即需进行手术治疗，切开内固定是治疗胫骨干骨折的有效方法之一 [ 11 ] 。由于胫骨的血供特点、受伤机制及功能的特殊性，开放性胫腓骨骨折患者容易出现感染、骨折延迟愈合、骨折不愈合等并发症 [ 12 ] 。黄武君等 [ 13 ] 认为开放性胫腓骨骨折感染率为14.71%，其中Gustilo分型I、II、III型感染率分别为6.25%、7.27%、23.08%。研究发现 [ 14 ] ，废用的进展是非线性的，降低了肌肉的重量和耐力；同时发现关节僵硬的进度与固定时间的长短密切相关，主要由挛缩所致。所以，术后尽早进行精准负重康复训练，对于病人恢复下肢行走能力以及恢复正常生活的康复有着重要意义 [ 15 ] 。
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user: 3. 胫腓骨骨折的康复支具的研究现状 胫腓骨骨折的康复是一个重要过程，患者常常认为康复要在骨折愈合以后才开始，而骨科医生则习惯于把康复完全托付给理疗科、康复科医师来进行。这些观念都是不正确的。骨折康复是医疗过程中非常重要的组成部分，它应从患者一踏入医院就开始了 [ 16 ] 。术后康复应该遵循个性化、渐进性、全面性三大原则，科学的进行康复指导可提高手术疗效，最大限度地恢复肢体功能。在某些时候，辅助器具对于某些身体功能障碍的人来说，甚至是唯一的康复手段 [ 8 ] 。一般传统的康复辅具有拄拐、助行架等患者自行辅助器械，或者康复医院的悬吊行走器械等。近年来，康复机器人辅助神经康复和运动训练控制已成为世界范围内康复技术的主要发展方向和研究热点 [ 17 ] 。美国“Delisa’s物理医学与康复”将康复机器人分为四大类机电一体化产品：机器人辅具、假肢、矫形器、康复治疗机器人 [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] 。张晓玉 [ 21 ] [ 22 ] ，平伟 [ 23 ] 等人将个人护理机器人分为常见的３种类型：移动服务机器人、助力机器人和载人机器人。每类又可分为若干个次类 [ 24 ]：移动式服务机器人、助力式机器人、载人式机器人。 海志凡等 [ 25 ] [ 26 ] 人研制出了一种膝关节练功器，并在72例胫骨骨折等病人可下床活动时，应用膝关节练功器。实验证明，该膝关节练功器可以促进膝关节的伸屈功能。哈尔滨工业大学设计的下肢康复助行机构，主要包括穿戴在身上的助行行走机构和抬升机构。通过这两个装置，使得患者能够在无他人帮助的情况下，进行功能锻炼以恢复健康 [ 17 ] 。浙江大学致力于人机智能柔性外骨骼技术研究，研制的上肢柔性外骨骼控制系统实际上是一种智能型上肢矫形器 [ 27 ] 。所谓“外骨骼”，就是一种可穿戴的、人工智能的仿生设备，最初主要为了在战场上增强士兵的力量和耐力 [ 28 ] 。在医学上，研究者们正在研究外骨骼的另一种用途，即帮助那些肢体伤残人士。外骨骼不仅仅是向截瘫患者提供机械腿，帮助截瘫患者摆脱轮椅，自由行走；它还可以教他们如何学习再次行走 [ 29 ] 。
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user: 4. 下肢骨折术后康复支具 研究发现 [ 19 ] ，医疗市场上的康复辅具均存在无法精确控制骨折端承受力、造价昂贵、患者依从性差等缺点。目前国内及国际医疗市场中，均未见能够精确控制量程的下肢骨折术后锻炼康复器械。众所周知，对于胫腓骨骨折的患者，康复的最基本目标是肌肉力量和耐力的维持 [ 13 ] 。临床上急需一种安全可靠的针对骨折术后的康复支具器协助该类患者尽早进入早期康复训练，以提高肌肉力量和耐力，改善局部条件来提高骨折的愈合率，进而缩短患者病程，同时又要考虑到降低再发骨折风险，促使患者尽早回归正常社会生活与工作。因此为了满足临床这类患者的需求，我们与哈尔滨理工大学合作，由笔者带领的大连港医院研发团队提出该仪器设备的设计思路、具体需求，由哈尔滨理工大学协助具体实现，共同研发出一种可调节重量范围的“下肢骨折术后康复支具”(图1~4)。其核心思路是当患肢着地后这种膝上负重的小腿免负荷支具及压力调节装置在行走时小腿在支具内有一个3 cm的向下位移空间设定受力10公斤(暂定，这个位移和承重范围可由临床医生根据患肢恢复状况设定、调节)时自动改由膝上支具承重。在此位移内压力调节装置由使膝以下部分受力及位移始终保持可控状态。 4.1. 下肢骨折术后康复支具的作用 下肢骨折术后康复支具的作用颇多，一方面下肢骨折术后康复支具可以有效地保护初步愈合的骨折部，以防在康复的过程中发生再骨折；另一方面，可以在保证安全舒适的前提下，辅助患者尽早的进行早期的康复。主要功用包括：1) 辅助提前进行行走训练，通过行走，加速患者全身血液循环，使血液更多的灌注到胫腓骨，进而促进胫腓骨的骨组织愈合；2) 玉春妹等人 [ 30 ] 的研究表明，精准负重是为了防止胫腓骨肿胀或者肌肉萎缩；3) 防止骨质疏松；4) 防止关节强直。进而可以加快骨折术后病人的康复进程，缩短康复周期，提高患者生活水平，尽早回归社会。 图1. 下肢骨折术后康复支具正面 图2. 下肢骨折术后康复支具侧面 图3. 胫骨粗隆配装置可将下肢受力限定位移超过3 cm (暂定10公斤)时由膝以上承受重力 图4. 下肢骨折术后康复支具位移、限重装置 4.2. 下肢骨折术后康复支具的优势 本产品是一种可调节重量范围的骨折术后康复辅具。该支具满足了临床骨折术后患者在不同康复时期对肢体负重不同的要求。该支具具有以下优势： 1) 本产品的最大优势是，它可以精确调整胫腓骨骨折患者的下肢承重范围。比如：初步设定下降3厘米，代表压力10千克；可调量程为0~30 kg，精度为10克。当压力达到设定的限度时，该膝上受力装置可以卡住股骨内外髁及髌韧带，使得患者的胫腓骨不再承受压力，进而起到保护的作用。 2) 本装置体积小、重量轻、携带使用方便，适合在医院家庭及其他任何康复训练场所使用。 3) 本研究设计的装置无数据处理模块，无需电源，结构简单，精确度高，可调范围广，制造成本低，维护方便，经济适用，舒适，功能稳定利于普及等优点，只需要骨科医师简单培训就可以完成使用。 4) 由于骨折在临床骨科诊治中患者非常广泛，具有大量患者群，因此具有较强临床实用性和相当的商业应用价值。 4.3. 下肢骨折术后康复支具的局限性与使用注意事项 虽然本支具具有较强临床实用性，但是它也有一定的局限性，比如： 1) 本支具只适用于膝关节良好且周围皮肤完好的患者，否则无法使用本支具。每次训练前后也要注意观察穿戴此支具的患者膝部软组织情况是否良好，有无伤口和水肿，否则不能穿戴该支具。 2) 本支具不适合提前进行大量的生产，因为本支具需要根据胫腓骨骨折患者的具体情况量身定做，才能最大发挥该支具的精确康复功能和舒适性。 3) 本支具需要不断根据胫腓骨骨折患者的愈合程度，调整位移和压力值，才能使本支具起到精确减压和限制位移的作用，进而更好的促进胫腓骨骨折患者的术后康复。 4) 本支具底部有一定的厚度，所以需要在患者健侧的脚下垫一部分的填充物，才能保持患者两条腿长度一样。刚开始患者可能有点不适应，需要有一段时间的磨合期。 5) 当膝上受力装置开始发挥作用时，胫腓骨骨折患者的膝关节周围会由于膝上受力装置的挤压作用，使患者产生一定的不适感觉，因此尽量保证患者穿戴此支具时膝部与支具的适配度适宜，并要确保行走训练时有一定程度的下沉量。
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user: 5. 结论 1) 本装置其核心思路是当患肢着地后这种膝上负重的小腿免负荷支具及压力调节装置在行走时小腿在支具内有一个3 cm的向下位移空间设定受力10公斤(暂定，这个位移和承重范围可由临床医生根据患肢恢复状况设定、调节)时自动改由膝上支具承重(见图2、图4)。在此位移内压力调节装置由使膝以下部分受力及位移始终保持可控状态。 2) 本装置无数据处理模块，具有无需电源，结构简单，精确度高，可调范围广，制造成本低，经济适用，利于普及等优点，只需要骨科医师简单培训就可以完成使用。由于骨折在临床骨科诊治中患者非常广泛，具有大量患者群，因此具有较强临床实用性和相当的商业应用价值。
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user: 摘 要 踝关节骨折是一种较常见的骨创伤，具有难愈合的特点。一般骨折后采取手术治疗，治疗后康复病程较长，且易发生再骨折等并发症，严重影响患者回归正常生活。我们研发了一种可精确调节压力的新型下肢骨折康复支具，安全性高，可以帮助患者提前进行行走练习，加速血液循环，促进骨折处修复，并有效防止肌肉萎缩等并发症的产生。本文从该康复支具对踝关节骨折的干预机制入手，证明该康复支具对踝关节骨折术后康复的有效性及可行性，为该产品的研发提供有力的理论依据。 关键词 :踝关节骨折，康复，康复支具 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 踝关节骨折是临床骨科比较常见的一种疾病类型 [ 1 ]。患者骨折后，骨折部位会出现皮下青紫、踝部肿胀且疼痛等现象 [ 2 ]。踝关节骨折治疗以手术为主，但骨折术后会有一些并发症出现 [ 3 ] ，比如再骨折、下肢肌肉萎缩等症状，导致踝关节骨折术后的康复时间较为漫长 [ 4 ]。目前国内及国际医疗市场中未见能够精确控制量程的下肢骨折术后锻炼康复支具。本文旨在讨论我们研发的一种协助患者骨折术后康复的安全可靠的康复支具器的可行性，以降低再发骨折风险，缩短病程，促使患者及早回归正常生活。
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user: 2. 踝关节骨折及骨折后常规疗法的分析 踝关节是全身体重承担的最大负重屈曲关节，与多个关节面均有接触。其运动种类多、形式多、活动范围大，要求关节必须具备良好的稳定性 [ 5 ]。该关节的力学机制及解剖结构复杂性高，因该关节关节腔较轻薄，接触密切程度较高。关节周围韧带具有外侧韧带薄弱、分散的特点，而内侧韧带则较集中，且具有宽厚的特点，加之关节周围软组织菲薄，一旦剧烈运动后或受到外力较大的打击时极易对踝关节造成损伤，甚至发生骨折脱位等情况 [ 6 ]。踝关节骨折是一种较常见的骨创伤，在全身骨折中占比约为7.19% [ 7 ]。该类骨折具有解剖结构复杂、较多重叠等特点，针对踝关节骨折早期诊断多为患者实施X线检查及CT检查，实施X线检查无法对骨折的具体位置清晰显示，同时骨折的程度、移位具体情况也无法有效检出，早期漏诊率高 [ 8 ]。踝关节骨折多涉及韧带和软组织伤，涉及软骨面的破坏，手术修复的难度较大，术后恢复也较为困难 [ 9 ]。如不及时治疗或者治疗方法不当，常常造成骨折不愈合、畸形愈合和创伤性关节炎，导致病残 [ 10 ] ，进一步会发展成关节僵硬，肌肉萎缩和关节疼痛等，严重影响患者的生活质量。保守治疗虽有治愈性，但引发骨不连或畸形愈合的概率较高。因此，目前骨科临床针对踝关节骨折的治疗仍推荐以外科手术为首选，但关于手术时机的选择则尚有争议 [ 11 ]。程云龙等人 [ 12 ] 通过对比发现对踝关节骨折患者采用手术复位治疗的疗效略低于手术治疗方法，且对比差异显著(P < 0.05)。但需注意的是手术复位的术后并发症发生率相对较低，有助于减轻患者的术后疼痛感受。肖人洪等人 [ 13 ] 通过研究表明踝关节骨折患者手术后进行早期的康复治疗，能有效促进患者的康复，改善患者踝关节功能，减少患者的不适感，有效提高患者的预后，帮助患者尽早恢复。针对踝关节骨折患者的运动疗法主要是通过引导患者实施早期功能锻炼，帮助肌肉收缩，刺激局部血液淋巴循环，并通过肌肉收缩来获取生物电，让更多的钙离子沉积在骨骼，更好的帮助骨愈合。同时配合关节运动还可加速局部渗出液和血肿的吸收，实现对粘连和水肿的改善 [ 14 ]。
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user: 3. 已有康复支具优劣势的分析 针对辅助下肢精细动作的器具也不在少数，如手杖、肘拐、腋拐、助行器、假下肢和下肢矫形器、助行架等 [ 15 ]。不同位姿训练下的关节角度、肌肉收缩程度、足底压力都有一定差异，下肢康复效果也不尽相同，证明了多位姿机器人设计的可行性 [ 16 ]。徐雪芬等人 [ 17 ] 制作出一种足踝锻炼器，底板的竖台上设置有计数器和角度尺、电机和自动控制器，可记录跖屈和背伸的有效活动数据，供医护人员及患者参考。对促进Pilon骨折愈合疗效显著；同时还能通过减轻患者的疼痛，让患者能早期进行患踝关节功能锻炼，明显改善了患踝的功能。王雪涛等人 [ 18 ] 研发了一种下肢康复矫形器，能有效解决生活中很多患者由于长期卧床，身体机能发生改变，不能长时间保持功能位置，造成的下肢运动障碍的问题，能有效防止患者下肢出现肌肉萎缩、关节功能障碍、深静脉血栓等并发症，减少患者身心痛苦，使病人尽快恢复健康，以减轻家属经济及精神负担。国内医疗公司一种产品GK-0302下肢关节康复器，主要进行下肢膝关节的康复，其中脚踏板活动的部分，也具有踝关节康复功能，该器械以持续被动运动理论为基础，可以模拟人体自然运动，激发人体的自然复原力，应用效果良好。具有可调下肢支架，方便临床使用的要求 [ 19 ]。天津日康康复支具有限公司有多种下肢康复产品，包括坐式踩关节康复训练器立式踝关节活动训练器、踩足矫形器。产品用于踝关节屈伸功能障碍，其中坐姿康复器患者也可做主动和被动训练 [ 20 ]。除了辅助器具外，近年来国内外对于康复训练机器人的研究也取得了一定成果。目前，国内外开发出的下肢康复训练机器人有如下几种：悬吊式下肢康复机器人、穿戴式下肢康复训练机器人、针对特定功能或动作的下肢康复训练机器人、移动式下肢训练机器人。王勇等设计了一种可实现卧、坐、站多位姿下肢康复机器人，能够为髋、膝关节提供主被动康复训练，适用于不同康复期康复训练 [ 16 ]。
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user: 4. 新产品的介绍 目前国内及国际医疗市场中未见能够精确控制量程的下肢骨折术后锻炼康复支具，骨科康复师的替代方法是拄拐、助行架等患者自行辅助器械，或者康复医院的悬吊行走器械，均存在无法实施精确控制骨折端承受力的缺点，操作风险高，患者依从性差，临床疗效不满意。目前临床急需一种安全可靠的针对骨折术后的康复支具器协助该类患者康复，降低再发骨折风险，缩短病程，促使患者及早回归正常生活。 我们与哈尔滨理工大学合作，由大连港医院提出该仪器设备的设计思路和具体需求，由哈尔滨理工大学具体实现，共同研发出一种可调节重量范围的骨折术后康复支具(见图1、图2)。 4.1. 该支具具有如下特点 4.1.1. 安全 通过调整量程，可精确控制患者患肢的承重，当患肢承重达到骨折处所能承受的最大重量时，支具会自动将重量转移到胫骨平台处，使踝关节不再承重，有效避免对骨折处造成二次伤害。 4.1.2. 使患者提早进行行走训练 骨折术后一般需要长时间的静养，而静养容易导致肌肉萎缩、关节活动度降低以及其他并发症的产生，使得患者的康复周期变长，甚至产生更严重的影响。通过佩戴本支具，可使患者在术后最短时间内进行行走练习，有效避免肌肉萎缩等并发症的产生，促使患者及早回归正常生活。 图1. 下肢骨折术后康复支具正面 图2. 下肢骨折术后康复支具侧面 4.1.3. 促进血液循环，加速骨折处的修复 骨折的修复需要血液供应营养，在佩戴本支具后，可使患者提早进行行走锻炼，有效改善全身血液循环情况，缩短病程，加速骨折处修复。 4.2. 穿戴时的注意事项 1) 此支具必须根据患者量身定做，否则会由于无法精确减压和限制位移而带来再损伤的隐患。 2) 每次训练前后都要注意观察穿戴此支具的患者膝部软组织情况是否良好，有无有伤口和水肿，否则不能穿戴该支具。 3) 穿戴时膝部与支具的适配度适宜，要保证行走训练时有一定程度的下沉量。 4) 根据骨折愈合进程逐渐调整位移和压力值，使康复效果始终保持最佳。 图3. 下肢骨折术后康复支具位移、限重装置超过4 cm (暂定10公斤)时自动由膝上承受重力 图4. 下肢骨折术后康复支具位移、限重装置 图5. 踝关节骨折患者穿戴骨折术后康复支具进行行走训练示意图 图6. 踝关节骨折患者穿戴骨折术后康复支具膝上受力装置示意图
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user: 5. 结论 1) 本装置其核心思路是当患肢着地后这种膝上负重的小腿免负荷支具及压力调节装置在行走时小腿在支具内有一个2~3 cm的向下位移空间设定受力10公斤(暂定，这个位移和承重范围可由临床医生根据患肢恢复状况设定、调节)时自动改由膝上支具承重(见图3、图4)。在此位移内压力调节装置由使膝以下部分受力及位移始终保持可控状态。 2) 本装置无数据处理模块，具有无需电源，结构简单，精确度高，可调范围广，制造成本低，经济适用，利于普及等优点，只需要骨科医师简单培训就可以完成使用。由于骨折在临床骨科诊治中患者非常广泛，具有大量患者群，因此具有较强临床实用性和相当的商业应用价值(见图5、图6)。
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user: 摘 要 某办公楼由于采光需要而采用中间开两个大洞的“日”字形平面，从而引起结构周期比超限、结构梁柱截面过大等问题。本文采用钢框架结构体系与钢框架支撑结构体系，利用PKPM计算分析软件，通过结构性能化设计、方案的对比，确保在建筑使用功能、结构安全前提下，结构综合经济指标的合理。 关键词 :钢框架体系，钢框架-支撑体系，性能化设计，周期比 Copyright © 2019 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 近年来，由于钢结构工厂化生产，现场作业较少，钢材抗震强度好，自重较轻，而广泛应用于大型厂房、桥梁、场馆、超高层等领域。很多文献，如冯冲 [ 1 ] 和高立翔 [ 2 ] 等都对钢材在高层建筑制作和应用的方法，以及高层建筑在修建过程中所选用的结构进行了全面详细的分析。随着钢结构发展越来越快。结构形式也发生了很大的变化，由纯钢结构发展为钢管混凝土结构，进而发展为钢骨混凝土结构。越来越多的结构形式出现，扬长避短，构件向着小截面高强度的方向发展。 在多层钢结构中，钢框架体系计算简单，稳定性较好，制作与运输相对简单，工程中用的较多。而对于高烈度区，建筑高度较高，层间位移起控制作用时，则会适当的增加支撑。提高结构整体刚度，减少梁柱的用钢量，使结构整体计算情况得到改善。有很多文献研究了支撑对结构产生的影响，比如陈明华 [ 3 ] 研究了不同支撑类型，支撑方式对高层钢框架结构的侧移刚度影响以及支撑布置的经济性。张谨 [ 4 ] 研究了偏心支撑对结构体系的影响。本文根据前面的研究结果，依据实际计算的结果，对某60 m的高层进行了钢框架体系、钢框架–支撑体系的计算，并将结果进行对比分析。
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user: 2. 概述 本工程位于云南省昭通市，地下2层，地上15层，建筑总面积近7万m 2 ，地上建筑面积约为5万m 2 ，主要功能为办公及公寓；地下建筑面积约为2万m 2 。标准层层高3.600 m，总高61.800 m。平面尺寸：89.100 m × 49.800 m，柱距：8100 mm。建筑标准层平面布置图见图1所示。 图1. 建筑标准层平面图 该工程设计基准期为50年，50年一遇的基本风压ω 0 = 0.35 KN/m 2 ，地面粗糙度类别为B类，结构抗震性能基本数据如表1所示。 Table 1 Basic seismic data of the structur 序号 项目 数据内容 序号 项目 数据内容 1 抗震设防类别 丙类 5 设计地震分组 第三组 2 抗震设防烈度 7度 6 场地类别 III类 3 抗震等级 三级 7 特征周期 0.65 s 4 地震加速度 0.10 g 8 阻尼比 0.04 表1. 结构抗震基本数据
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user: 3. 结构体系及设计概况 本工程地上部分采用钢结构，地下室部分为钢筋混凝土结构。工程地下室一层顶板(相对标高−1.200 m)有1.2 m覆土，地上钢结构嵌固端取于−1.200 m处。钢柱与地下室混凝土柱采取钢骨柱在负一层过渡一层进行连接，地下室一层底板(相对标高−5.550 m)处为无梁楼板。为了保证地下停车位的空间，地上钢结构柱子选取钢管混凝土柱，以减小钢柱截面，并在一定程度上延长钢结构防火时间。 工程选用PKPM (V3.1)进行整体分析。 此工程特点：1) 结构4层以上结构平面呈“日”字形，对建筑采光，节能，通风都有好处，但结构存在局部单跨情况。2) 底层中间有跃层柱；3) 建筑2~4层有大会议室、厨房、屋顶花园等荷载较大的区域，且这些平面荷载分布不均匀。