机械工程学报 ›› 2022, Vol. 58 ›› Issue (20): 111-119.doi: 10.3901/JME.2022.20.111
徐玮含, 罗安信, 马鑫宇, 鲍晨, 汪飞
XU Weihan, LUO Anxin, MA Xinyu, BAO Chen, WANG Fei
摘要: 对周围环境一些常见振动源进行采样与频谱分析,结果表明,低频振动源分布广泛且通常具有较大的振动加速度,是振动能量采集的理想来源。针对低频振动源,提出一种基于惯性旋转结构的能量采集器,可以将直线运动转换为高速惯性旋转运动,并对其工作原理与动力学模型进行详细分析。试验结果表明,该能量采集器可以从成年人的一次踩踏中收集到85.2 mJ能量,瞬时输出功率最高可达32.2 mW。通过持续收集人体行走产生的能量,该能量采集器能够成功驱动一个无线传感健康监测系统正常工作。此外,通过优化器件的尺寸及结构,该能量采集器还可以被用于采集海洋波浪能量,其平均输出功率可达112.2 mW,功率密度为58.87 μW/cm3,并探究了器件结构参数、外界激励条件等因素对输出的影响。
中图分类号: