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题名一种多方向的压电-电磁振动能量收集器
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作者
刘俊杰
宋芳
章伟
史晓帆
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机构
上海工程技术大学机械与汽车工程学院
上海工程技术大学工程训练中心(创新创业学院)
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出处
《振动与冲击》
北大核心
2025年第19期125-130,157,共7页
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文摘
为了提高能量收集器的工作效率和环境适应性,提出了一种可多方向进行收集的压电-电磁复合式能量收集器。首先对该收集器进行了模型设计,建立了理想条件下的参数模型并推导出功率输出表达式,然后优化了收集器的实物模型,搭建了试验平台,探究收集器在低频激振下的输出特性,最后接入能量管理电路,得到稳压整流后的实际输出。试验结果表明:压电部分两压电片串联后的功率最大值为7.31 mW,在0°~90°的倾斜角度范围内,直角梁结构的多方向收集性能显著优于传统单悬臂梁结构;电磁部分瓦型磁铁结构的最大功率为3.52 mW,是立方体磁铁结构的2.4倍;收集器经能量收集模块整流稳压后的电压可达到2.8 V,验证了该收集器的合理性和可行性。
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关键词
振动能量收集
压电电磁复合式
多方向收集
低频
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Keywords
vibration energy harvesting
piezoelectric-electromagnetic compound
multidirectional harvesting
low-frequency
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分类号
TN384
[电子电信—物理电子学]
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题名基于碰撞的多方向压电电磁能量采集器研究
被引量：2
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作者
周诗豪
宋芳
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机构
上海工程技术大学机械与汽车工程学院
上海工程技术大学工程训练中心(创新创业学院)
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出处
《传感技术学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期783-788,共6页
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文摘
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。
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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
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Keywords
vibration energy harvesting
piezoelectric electromagnetic energy harvester
mechanical coupling
collide
multidirectional
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分类号
TN384
[电子电信—物理电子学]
TM22
[一般工业技术—材料科学与工程]
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