振动俘能技术在可穿戴领域的应用

作     者：于家豪 陶凯 YU Jiahao;TAO Kai

作者机构：西北工业大学机电学院西安710072 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2022年第58卷第20期

页      面：46-71页

核心收录：

学科分类：12[管理学] 083002[工学-环境工程] 1204[管理学-公共管理] 120402[管理学-社会医学与卫生事业管理(可授管理学、医学学位)] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0837[工学-安全科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金(51705429,61801525) 中央高校基本科研业务费 深圳市科创委基础研究自由探索资助项目 

主　　题：振动俘能 可穿戴设备 电磁 静电 压电 摩擦电 

摘      要：能源问题日渐严峻,发展环保、便捷、可持续的能源技术是当务之急。相较于太阳能、热梯度、射频等环境能量,振动能量在人体运动及周围环境中具有广泛存在性,振动俘能技术也因此越来越受到人们的广泛关注。当前,可穿戴设备的发展受续航能力限制,而传统电池存在着较多弊端与风险,收集人体运动的能量来为可穿戴电子设备供电也成为当前研究的热点。简要介绍电磁、静电、压电、摩擦电振动能量收集器的基本工作原理,并详细综述它们在可穿戴/可植入领域的研究进展,以及在人体各部位振动俘能的应用案例,对比阐述不同俘能机理的特点,最后对四种振动能量收集器在可穿戴领域所面临的输出性能、长期稳定性、穿戴舒适性等挑战进行总结并由此展望了其未来的发展趋势。