基于碰撞的多方向压电电磁能量采集器研究

作     者：周诗豪 宋芳 ZHOU Shihao;SONG Fang

作者机构：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 

出 版 物：《传感技术学报》 (Chinese Journal of Sensors and Actuators)

年 卷 期：2024年第37卷第5期

页      面：783-788页

核心收录：

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主　　题：振动能量收集 压电电磁能量采集器 机械耦合 碰撞 多方向 

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3 mm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19.94 V,带宽为20.5 Hz,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0.11 W、0.46 W,带宽分别为18.5 Hz、20.5 Hz。