隨著微電子技術(shù)、MEMS技術(shù)的革新,一大批具有體積小,壽命長(zhǎng),功耗低等特點(diǎn)的傳感器被廣泛應(yīng)用于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)以及物聯(lián)網(wǎng)中,實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測(cè)、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)、植入式醫(yī)療檢測(cè)、汽車胎壓監(jiān)測(cè)等社會(huì)生活中多方面的功能需求。然而,能源供應(yīng)成為制約傳感器節(jié)點(diǎn)推廣應(yīng)用的主要瓶頸之一。目前無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)中最為常見(jiàn)的供電方式還是使用化學(xué)電池,但是電池有壽命較短、對(duì)環(huán)境有一定污染、需要定期更換等缺點(diǎn)和不便。一個(gè)可行的替代方案是采用自給能源,也就是利用能量收集技術(shù)在傳感器節(jié)點(diǎn)所處環(huán)境的捕獲能量。結(jié)合當(dāng)前電磁能量收集裝置發(fā)電效率低、裝置復(fù)雜等特點(diǎn),設(shè)計(jì)出兩款電磁能量收集裝置,一款是鞋履電磁能量收集裝置,一款是懸臂梁振動(dòng)能量收集裝置。通過(guò)仿真計(jì)算得出參數(shù)對(duì)發(fā)電效率的影響,得出裝置能夠效率最大化的參數(shù)數(shù)值。并通過(guò)仿真計(jì)算出優(yōu)化后的電壓與優(yōu)化前的電壓并將兩者進(jìn)行比較。所做工作如下:1.鞋履電磁能量收集裝置的創(chuàng)新點(diǎn)在于這個(gè)裝置利用法拉第電磁感應(yīng)定律進(jìn)行發(fā)電,通過(guò)巧妙的設(shè)計(jì)達(dá)到切斷與恢復(fù)磁通路。左、右弧形臂采用磁性材料和彈性材料混合制成,達(dá)到既能彎曲產(chǎn)生可恢復(fù)形變,又能導(dǎo)磁的目的。利用Ansoft Maxwell軟件進(jìn)行靜態(tài)仿... 

【文章來(lái)源】：浙江工業(yè)大學(xué)浙江省

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

懸臂梁發(fā)電裝置圖

懸臂梁厚度、壓電片厚度和發(fā)電電壓三者之間的厚度為 0.3mm，壓電片與懸臂梁厚度比與發(fā)電電建了真實(shí)的仿真平臺(tái)如圖 1-4 所示，裝置包能激振器、能量存儲(chǔ)電路、測(cè)力傳感器和 D通過(guò)調(diào)節(jié)懸臂梁的振動(dòng)頻率得出裝置的輸出圖 1-5 所示，得出當(dāng)負(fù)載與電振子內(nèi)阻相等1.18mW。通過(guò)袁江波等人的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以發(fā)

壓電片與懸臂梁厚度比與發(fā)真實(shí)的仿真平臺(tái)如圖 1-4 所示，裝振器、能量存儲(chǔ)電路、測(cè)力傳感器調(diào)節(jié)懸臂梁的振動(dòng)頻率得出裝置的1-5 所示，得出當(dāng)負(fù)載與電振子內(nèi)阻mW。通過(guò)袁江波等人的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可驗(yàn)平臺(tái)測(cè)量得出的結(jié)果差別不大，率最大可以達(dá)到 1.18mW，輸出電壓點(diǎn)供電。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]復(fù)合式振動(dòng)發(fā)電裝置電磁發(fā)電性能仿真分析[J]. 王超,劉祥建,鞠全勇,陳健,武方亮.  機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程. 2016(10)
[2]一種毫微功耗的微弱能量收集電路設(shè)計(jì)[J]. 韓曉婧,張子佑,劉鋒.  物聯(lián)網(wǎng)技術(shù). 2016(09)
[3]一種低功耗的微弱能量收集電路設(shè)計(jì)[J]. 榮訓(xùn),陳志敏,曹廣忠.  電子技術(shù)應(yīng)用. 2016(07)
[4]間歇充電式微電能量收集系統(tǒng)的研究[J]. 沈陽(yáng),曹洪奎,李玉寶,石小煒.  電子制作. 2016(11)
[5]基于織構(gòu)表面的摩擦靜電發(fā)電機(jī)制備及其輸出性能研究[J]. 程廣貴,張偉,方俊,蔣詩(shī)宇,丁建寧,Noshir S.Pesika,張忠強(qiáng),郭立強(qiáng),王瑩.  物理學(xué)報(bào). 2016(06)
[6]麥克斯韋方程組及其電磁場(chǎng)特性分析[J]. 李海,于文莉,林忠海,王智曉.  電子技術(shù)與軟件工程. 2015(13)
[7]振動(dòng)能量收集電源電路設(shè)計(jì)[J]. 王忠民,張延波,郭林鑫,徐文青.  微型機(jī)與應(yīng)用. 2015(05)
[8]振動(dòng)能量收集技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 劉成龍,孟愛(ài)華,陳文藝,李厚福,宋紅曉.  裝備制造技術(shù). 2013(12)
[9]新型微型電磁式振動(dòng)能量收集器[J]. 藍(lán)瀾,何青,趙曉彤,宋博.  中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(S1)
[10]新型海洋擺動(dòng)發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 羅凱,黃闖,李旺,肖銳鋼.  計(jì)算機(jī)仿真. 2013(04)

碩士論文
[1]電磁式振動(dòng)能量收集裝置研究[D]. 王滿州.浙江工業(yè)大學(xué) 2017
[2]關(guān)于擺動(dòng)振動(dòng)控制的理論研究[D]. 李恒.西安建筑科技大學(xué) 2015
[3]擺動(dòng)式機(jī)械能俘能裝置的研究[D]. 劉申.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[4]振動(dòng)能量收集器優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]. 曾一致.重慶理工大學(xué) 2013
[5]微型直線式振動(dòng)能/電能轉(zhuǎn)換模型的結(jié)構(gòu)與性能研究[D]. 楊燕花.哈爾濱理工大學(xué) 2011
[6]微電能存儲(chǔ)系統(tǒng)的研究[D]. 慎龍舞.內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2010



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