隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和可穿戴設(shè)備的飛速發(fā)展,能量采集技術(shù)受到越來(lái)越多的關(guān)注。環(huán)境中機(jī)械能的普遍存在,使能量采集器收集振動(dòng)能量及人體運(yùn)動(dòng)能量成為可能。然而,無(wú)論環(huán)境中的振動(dòng)還是人體運(yùn)動(dòng)都在低頻范圍內(nèi),現(xiàn)有的振動(dòng)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(xué)微細(xì)加工工藝的逐漸成熟,將其運(yùn)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(diǎn)之一。本論文研究基于電化學(xué)微細(xì)加工的MEMS能量采集器,采用電化學(xué)微細(xì)加工工藝制作金屬微懸臂梁,并在此基礎(chǔ)上制作了針對(duì)低頻寬頻帶環(huán)境振動(dòng)的能量采集器和針對(duì)低頻人體運(yùn)動(dòng)的柔性可穿戴能量采集器。本論文首先對(duì)電化學(xué)微細(xì)加工工藝進(jìn)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(diǎn)是:(1)通過(guò)調(diào)整工藝參數(shù),實(shí)現(xiàn)具有高深寬比結(jié)構(gòu)的膠膜制作;(2)通過(guò)理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合,有效控制電鍍金屬層的厚度。采用電化學(xué)微細(xì)加工工藝制作出的鎳懸臂梁結(jié)構(gòu)微小、精度高且柔韌性好、可承受大位移振動(dòng),克服了傳統(tǒng)硅懸臂梁脆性...

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1常見(jiàn)的環(huán)境振動(dòng)頻率和幅度典型范圍

圖1-1常見(jiàn)的環(huán)境振動(dòng)頻率和幅度典型范圍

圖1-2環(huán)境振動(dòng)頻譜示例

圖1-2環(huán)境振動(dòng)頻譜示例。(a)渡輪；(b)直升機(jī)。.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(guó)弗萊堡大學(xué)[18]、日本東京大學(xué)[19]、德國(guó)微系統(tǒng)與信息技術(shù)研[20][21][22]

圖1-5電磁式能量采集器結(jié)構(gòu)示意圖所示(a)為英國(guó)sheffield大學(xué)研制的動(dòng)鐵型振動(dòng)能量采集器；(b)為美國(guó)MIT動(dòng)圈型振動(dòng)能量采集器；(c)（示意圖）和(d)（剖面圖）分別為美國(guó)Michigan大學(xué)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(gòu)示意圖所示(a)為英國(guó)sheffield大學(xué)研制的動(dòng)鐵型振動(dòng)能；(b)為美國(guó)MIT動(dòng)圈型振動(dòng)能量采集器；(c)（示意圖）和(d)（剖面圖）分別為Michigan大學(xué)提出的鐵圈同振型能量采集器。

本文編號(hào)：3983266