一种双金属共掺杂碳纳米复合材料、双金属-氮-碳纳米催化剂及其制备方法和应用

    公开(公告)号:CN107093749B

    公开(公告)日:2019-06-25

    申请号:CN201710408004.7

    申请日:2017-06-02

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了一种双金属共掺杂碳纳米复合材料及其制备方法,该复合材料包括碳基底以及通过非共价键共组装在所述碳基底上的二茂铁‑苯丙氨酸和另一种除铁以外的过渡金属,所述二茂铁‑苯丙氨酸、另一种除铁以外的过渡金属、碳基底共同形成树莓状纳米球结构。本发明还公开了一种由该复合材料与双氰胺混合,然后碳化得到的双金属‑氮‑碳纳米催化剂及其制备方法,并且提供了该双金属‑氮‑碳纳米催化剂在催化氧气还原反应中的应用。该复合材料及催化剂的制备方法步骤简单、成本低,适合于大规模应用。该双金属‑氮‑碳纳米催化剂的电化学性能优异,具有良好的抗甲醇毒性和稳定性,在催化氧气还原反应领域具有良好的应用前景。

    一种基于生物质的三维多孔复合材料及其制备方法和应用

    公开(公告)号:CN108878909A

    公开(公告)日:2018-11-23

    申请号:CN201810769565.4

    申请日:2018-07-13

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于生物质的三维多孔复合材料及其制备方法和应用,所述三维多孔复合材料包括以废弃生物质花生壳造孔后形成的碳基底和通过多巴胺与过渡金属离子的配位作用形成的稳定的三元共掺杂材料;所述三元共掺杂材料填充于所述碳基底的内部孔位内,形成分级多孔催化剂材料。该复合材料制备方法步骤简单、成本低廉,用废弃花生壳当做基底变废为宝,是由多孔碳基底以及多巴胺和双金属离子通过配位作用共同原位掺杂到多孔碳基底中所形成的一种双功能催化剂。该生物质的三维多孔复合材料催化剂表现出优异的ORR和OER性能,而且具有良好的抵抗甲醇毒性和稳定性,并且用于Zn‑air电池的正极也表现出极佳的性能。

    一种用于欠驱动机械手的被抓握物体刚度估计方法

    公开(公告)号:CN108214558A

    公开(公告)日:2018-06-29

    申请号:CN201810050096.0

    申请日:2018-01-18

    Applicant: 中南大学

    Inventor: 邓华 张翼 钟国梁

    Abstract: 一种用于欠驱动机械手被抓物体刚度估计方法。机械手指机构需要安装两组传感器,分别是在手指末端表面的力传感器和电机末端的编码器。该方法根据欠驱动机械手机构在自由空间和接触空间里运动学模型和力学模型的差异,通过读取抓握接触力信号与电机编码器信息,计算出被抓物体与机械手指的等效刚度,然后解耦计算出被抓物体的刚度。本发明主要应用于欠驱动机械手,抓握不同的物体时能更准确的识别出物体的刚度。

    一种用于机械手的扰动观测器与主次协调控制方法

    公开(公告)号:CN108189037A

    公开(公告)日:2018-06-22

    申请号:CN201810049340.1

    申请日:2018-01-18

    Applicant: 中南大学

    Inventor: 邓华 张翼 钟国梁

    Abstract: 一种用于机械手的扰动观测器与主次协调控制方法,针对机械手抓取物体时,操作环境复杂,抓握物体信息未知,传感器缺乏和环境中存在扰动的问题,以及现有的力传感器由于接触点不确定,检测信息不全等限制,本发明提供一种扰动观测器用于估计环境中的扰动信息,再利用估计出来的扰动量,结合被抓取物体估计的质量、刚度及其表面的摩擦系数,估计反射控制中的反射抓握力,最后结合主模式控制方法,建立主次协调控制策略,控制机械手在扰动作用下稳定地抓取物体。替代了传统只能通过高成本传感器获取扰动信息的方法,同时方法简单有效,提高了机械手稳定可靠抓取问题的效率,同时分析了扰动观测器的误差,为精确分析机械手抓取过程中的扰动奠定了基础。

    一种用于假肢手的快速反射抓取的微驱动机构

    公开(公告)号:CN102895052B

    公开(公告)日:2017-10-27

    申请号:CN201210206869.2

    申请日:2012-06-21

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 一种用于假肢手的快速反射抓取的微驱动机构,它涉及一种用于假肢手或仿人手指装置上的,实现人手快速反射抓取功能的微驱动结构。本发明所述的微驱动结构由微驱动器和柔性放大装置组成,微驱动器采用由形状记忆合金、超磁致伸缩材料、压电陶瓷或者静电等特殊功能材料制成,通电后具有快速伸缩功能;微驱动快速反射机构中的柔性放大机构可以对微驱动器输出的力进行一定倍数的减小,位移进行相应倍数的放大,以达到输出力适中的目的。当传感器检测到手中被抓物体具有滑动趋势时,微驱动器动作,配合由假肢手驱动系统的主运动结构实现对物体的快速稳定抓取,解决了已有假肢手或仿人手指存在的抓取不稳定等问题。该结构简单可造、可输出力大,可以作为一个独立的结构安装在仿人手指装置的各个指节,特别适合应用在各种仿人假肢手上。

    一种石墨烯负载Co-N-C超分子杂合气凝胶复合材料及其制备方法和应用

    公开(公告)号:CN106450357A

    公开(公告)日:2017-02-22

    申请号:CN201611000634.2

    申请日:2016-11-14

    Applicant: 中南大学

    CPC classification number: H01M4/9083

    Abstract: 本发明公开了一种石墨烯负载Co-N-C超分子杂合气凝胶复合材料,为三维多孔网络状结构,所述复合材料以石墨烯为基底,在石墨烯基底上负载有Co-N-C活性催化中心,所述Co-N-C活性催化中心由吡啶-色氨酸凝胶因子、钴离子和石墨烯基底通过非共价作用组装形成。该复合材料对氧气还原反应的催化作用显著,稳定性好、电学性能好、抗甲醇毒性好。其电流密度可达到4mA/cm2,氧还原起始电位-0.07V左右,峰电位约-0.175V,催化效果可与商业铂碳媲美。本发明还公开了该复合材料的制备方法,其以吡啶-色氨酸凝胶因子、可溶性钴盐和石墨烯为原料,经水热反应、真空冷冻干燥和碳化处理得到,制备方法简单、生产成本低。

    一种假肢手抓握物体初始参考力模糊估计方法

    公开(公告)号:CN103876867A

    公开(公告)日:2014-06-25

    申请号:CN201310329353.1

    申请日:2013-08-01

    Applicant: 中南大学

    Inventor: 邓华 张翼 段小刚

    Abstract: 一种假肢手抓握物体初始参考力模糊估计方法,包括以下步骤:1)设定假肢手在接触物体前,以一定速度抓取软硬程度不同的物体;2)假肢手手指与物体接触时,通过安装于指节的力传感器测量接触力;3)在手指接触物体的短时间内,对实际接触力F进行微分得到接触力梯度;4)对接触力和接触力梯度进行归一化、模糊化、模糊推理以及解模糊化,得到模糊估计值,其中设计了特定的模糊规则库;7)将模糊估计值进行坐标反变换得到期望抓握力;8)取假肢手接触物体之后一小段时间内(50-300ms)计算的最大的期望抓握力作为假肢手抓取物体时初始参考力。本发明对假肢手抓取软硬程度不同物体,初始参考力估计区分明显,估计效果良好。

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