隨著物聯(lián)網(wǎng)技術和可穿戴設備的飛速發(fā)展,能量采集技術受到越來越多的關注。環(huán)境中機械能的普遍存在,使能量采集器收集振動能量及人體運動能量成為可能。然而,無論環(huán)境中的振動還是人體運動都在低頻范圍內(nèi),現(xiàn)有的振動能量采集器和柔性可穿戴能量采集器在低頻環(huán)境中發(fā)電效率很低且發(fā)電不穩(wěn)定,不能滿足為電子器件持續(xù)供電的要求。因此,研究出在低頻環(huán)境中仍可穩(wěn)定發(fā)電的能量采集器非常有必要。此外,隨著電化學微細加工工藝的逐漸成熟,將其運用到能量采集器的制作中成為目前能量采集器的研究熱點之一。本論文研究基于電化學微細加工的MEMS能量采集器,采用電化學微細加工工藝制作金屬微懸臂梁,并在此基礎上制作了針對低頻寬頻帶環(huán)境振動的能量采集器和針對低頻人體運動的柔性可穿戴能量采集器。本論文首先對電化學微細加工工藝進行研究,包括電鍍工藝條件的選擇、電鍍工藝流程及電鍍條件,單晶硅腐蝕工藝等。其中工藝重難點是:(1)通過調(diào)整工藝參數(shù),實現(xiàn)具有高深寬比結(jié)構的膠膜制作;(2)通過理論計算與實驗驗證相結(jié)合,有效控制電鍍金屬層的厚度。采用電化學微細加工工藝制作出的鎳懸臂梁結(jié)構微小、精度高且柔韌性好、可承受大位移振動,克服了傳統(tǒng)硅懸臂梁脆性...

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1常見的環(huán)境振動頻率和幅度典型范圍

圖1-1常見的環(huán)境振動頻率和幅度典型范圍

圖1-2環(huán)境振動頻譜示例

圖1-2環(huán)境振動頻譜示例。(a)渡輪；(b)直升機。.2能量采集器

圖1-4靜電式能量采集器示意圖(a)面內(nèi)overlap型，(b)面內(nèi)gapclosing型，(c)面外gapclosing型

圖1-4靜電式能量采集器示意圖(a)面內(nèi)overlap型，(b)面內(nèi)gapclosing型，(c)面外gapclosing型目前主要有德國弗萊堡大學[18]、日本東京大學[19]、德國微系統(tǒng)與信息技術研[20][21][22]

圖1-5電磁式能量采集器結(jié)構示意圖所示(a)為英國sheffield大學研制的動鐵型振動能量采集器；(b)為美國MIT動圈型振動能量采集器；(c)（示意圖）和(d)（剖面圖）分別為美國Michigan大學提出的鐵圈同振型能量采集器

-5電磁式能量采集器結(jié)構示意圖所示(a)為英國sheffield大學研制的動鐵型振動能；(b)為美國MIT動圈型振動能量采集器；(c)（示意圖）和(d)（剖面圖）分別為Michigan大學提出的鐵圈同振型能量采集器。

本文編號：3983266