文档名：基于碰撞的多方向压电电磁能量采集器研究
摘要：针对传统单悬臂梁能量采集器工作频带窄,采集效率低,采集方向单一的问题,提出了一种基于碰撞的多方向压电电磁能量采集器.分析了引入碰撞的过程和多种工作模式的理论功率输出,建立了能量采集器的理论模型,制作了实验样机,研究了z方向不同碰撞间距对压电工作模式电压输出的影响,计算了最佳间距下不同工作模式的功率输出结果.结果表明,在碰撞间距为3mm时,z方向压电工作模式可在更多频段产生机械耦合效应,输出电压最高达19.94V,带宽为20.5Hz,在混合采集工作模式下在x方向和z方向输出最高功率分别为0.11W、0.46W,带宽分别为18.5Hz、20.5Hz.
Abstract：Acollision-basedmulti-directionalpiezoelectromagneticenergyharvesterisproposedtargetingattheproblemsofnarrowoperat-ingband,lowcollectionefficiencyandsinglecollectiondirectionofthetraditionalsinglecantileverbeamenergyharvester.Theprocessofintroducingcollisionandthetheoreticalpoweroutputofmultipleworkingmodesareanalyzed,thetheoreticalmodeloftheenergyharvesterisestablished,theexperimentalprototypeisfabricated,theeffectofdifferentcollisionspacinginz-directiononthevoltageoutputofpiezo-electricworkingmodesisstudied,andthepoweroutputresultsofdifferentworkingmodesundertheoptimalspacingarecalculated.Theresultsshowthatthez-directionpiezoelectricworkingmodecanproducemechanicalcouplingeffectinmorefrequencybandswiththehighestoutputvoltageof19.94Vandbandwidthof20.5Hzatthecollisionspacingof3mm,andthehighestpoweroutputinx-directionandz-directionare0.11Wand0.46Wwiththebandwidthof18.5Hzand20.5Hzrespectivelyinthehybridharvestingworkingmode.
作者：周诗豪 宋芳 Author：ZHOUShihao SONGFang
作者单位：上海工程技术大学机械与汽车工程学院,上海201620上海工程技术大学工程训练中心(创新创业学院),上海201620
刊名：传感技术学报 ISTICPKU
Journal：ChineseJournalofSensorsandActuators
年，卷(期)：2024, 37(5)
分类号：TN384TM22
关键词：振动能量收集 压电电磁能量采集器 机械耦合 碰撞 多方向
Keywords：vibrationenergyharvesting piezoelectricelectromagneticenergyharvester mechanicalcoupling collide multidirectional
机标分类号：TM911TN710P631.443
在线出版日期：2024年7月19日
基金项目：基于碰撞的多方向压电电磁能量采集器研究[
期刊论文] 传感技术学报--2024, 37(5)周诗豪 宋芳针对传统单悬臂梁能量采集器工作频带窄,采集效率低,采集方向单一的问题,提出了一种基于碰撞的多方向压电电磁能量采集器.分析了引入碰撞的过程和多种工作模式的理论功率输出,建立了能量采集器的理论模型,制作了实验样机...参考文献和引证文献
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