近些年,無(wú)線傳感技術(shù)因?yàn)榄h(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、功耗較小、獨(dú)立且持久的優(yōu)點(diǎn)被廣泛的應(yīng)用到了各個(gè)不同的領(lǐng)域,但是傳統(tǒng)電池供電時(shí)間短、必須經(jīng)常更換等問(wèn)題限制了該技術(shù)的發(fā)展。能量收集技術(shù)是解決這個(gè)問(wèn)題的好辦法。光能、海洋能、溫差能、振動(dòng)能等資源是日常生活中常見的能量,但是振動(dòng)能因?yàn)槠洳皇墉h(huán)境所限的優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用到各種設(shè)備中。振動(dòng)能量收集器主要有三種形式,分別是壓電式、電磁式和靜電式。壓電式能量收集器具有輸出電壓比較大、能量密度高、容易與MEMS集成、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),對(duì)本課題來(lái)說(shuō)是十分合適的選擇。針對(duì)環(huán)境中低頻振動(dòng)的能量不方便收集的缺點(diǎn),本文考慮將低頻驅(qū)動(dòng)作為研究重點(diǎn)。本課題的設(shè)計(jì)包含有兩個(gè)特征頻率不同的懸臂梁結(jié)構(gòu),其中長(zhǎng)梁為普通懸臂梁,特征頻率比較低,起驅(qū)動(dòng)的作用;而短梁是壓電懸臂梁,特征頻率比較高,負(fù)責(zé)收集驅(qū)動(dòng)引起的振動(dòng)能量;永磁體作為懸臂梁的質(zhì)量塊,將這兩個(gè)特征頻率差別很大的懸臂梁通過(guò)磁場(chǎng)耦合為一個(gè)整體。外界振動(dòng)能量通過(guò)長(zhǎng)梁收集,經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)傳遞到壓電懸臂梁,從而產(chǎn)生電流的輸出,在此過(guò)程中也完成了從低頻振動(dòng)到高頻的轉(zhuǎn)化。壓電懸臂梁是整個(gè)系統(tǒng)的核心結(jié)構(gòu),通過(guò)特征頻率分析找到最佳尺寸來(lái)適合環(huán)境的振動(dòng)... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

蒲公英狀多方向壓電式振動(dòng)能量收集器[27]

1-1 蒲公英狀多方向壓電式振動(dòng)能量收集款壓電陣列振動(dòng)能量收集器。該系塊放置在全部的懸臂梁的一側(cè)。系統(tǒng)有共同的振動(dòng)響應(yīng)，這樣就不會(huì)因加速度以及239.7 Hz諧振頻率的激6 V。當(dāng)系統(tǒng)添加最優(yōu)化負(fù)載后，最8]，如圖1-2所示。

如圖1-3所示。系統(tǒng)由兩個(gè)磁耦合的穩(wěn)定梁組成，且具有正交偏轉(zhuǎn)方向的壓電輸出；在機(jī)械振動(dòng)的激勵(lì)下，懸臂梁便會(huì)對(duì)慣性激勵(lì)和磁耦合作出響應(yīng)，為非線性結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)的工作頻帶較寬，從覺(jué)察不到的振動(dòng)到高頻的振動(dòng)，都可以用來(lái)采集。隨著振動(dòng)的方向大小發(fā)生變化，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)整，使得能量收集效率始終保持在高水

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]基于MEMS技術(shù)的微型電磁式振動(dòng)能量采集器的研究[D]. 王佩紅.上海交通大學(xué) 2010

碩士論文
[1]壓電—磁電振動(dòng)能量收集器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 高士龍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]兩端固支梁壓電振動(dòng)能量收集器的研究[D]. 劉兵.大連理工大學(xué) 2017
[3]雙壓電層懸臂梁式振動(dòng)能量收集器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 孟躍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[4]復(fù)合型懸臂梁壓電俘能器理論與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 盧有為.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009



本文編號(hào)：2929746