近些年,無線傳感技術因為環(huán)境適應性強、功耗較小、獨立且持久的優(yōu)點被廣泛的應用到了各個不同的領域,但是傳統(tǒng)電池供電時間短、必須經常更換等問題限制了該技術的發(fā)展。能量收集技術是解決這個問題的好辦法。光能、海洋能、溫差能、振動能等資源是日常生活中常見的能量,但是振動能因為其不受環(huán)境所限的優(yōu)點,被廣泛應用到各種設備中。振動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)境適應性強的優(yōu)點,對本課題來說是十分合適的選擇。針對環(huán)境中低頻振動的能量不方便收集的缺點,本文考慮將低頻驅動作為研究重點。本課題的設計包含有兩個特征頻率不同的懸臂梁結構,其中長梁為普通懸臂梁,特征頻率比較低,起驅動的作用;而短梁是壓電懸臂梁,特征頻率比較高,負責收集驅動引起的振動能量;永磁體作為懸臂梁的質量塊,將這兩個特征頻率差別很大的懸臂梁通過磁場耦合為一個整體。外界振動能量通過長梁收集,經過磁場傳遞到壓電懸臂梁,從而產生電流的輸出,在此過程中也完成了從低頻振動到高頻的轉化。壓電懸臂梁是整個系統(tǒng)的核心結構,通過特征頻率分析找到最佳尺寸來適合環(huán)境的振動... 

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

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

蒲公英狀多方向壓電式振動能量收集器[27]

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

如圖1-3所示。系統(tǒng)由兩個磁耦合的穩(wěn)定梁組成，且具有正交偏轉方向的壓電輸出；在機械振動的激勵下，懸臂梁便會對慣性激勵和磁耦合作出響應，為非線性結構。系統(tǒng)的工作頻帶較寬，從覺察不到的振動到高頻的振動，都可以用來采集。隨著振動的方向大小發(fā)生變化，系統(tǒng)會自動調整，使得能量收集效率始終保持在高水

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

碩士論文
[1]壓電—磁電振動能量收集器的設計與實現(xiàn)[D]. 高士龍.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[2]兩端固支梁壓電振動能量收集器的研究[D]. 劉兵.大連理工大學 2017
[3]雙壓電層懸臂梁式振動能量收集器的設計與實現(xiàn)[D]. 孟躍.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[4]復合型懸臂梁壓電俘能器理論與實驗研究[D]. 盧有為.哈爾濱工業(yè)大學 2009



本文編號：2929746