一种回折梁结构低频压电能量采集器

作者：牟方晓; 王淇; 刘景全^*

来源：压电与声光, 2020, 42(01): 93-96.

DOI：10.11977/j.issn.1004-2474.2020.01.021

• 压电
• 回折梁
• 能量采集器
• 宽频
• 三自由度

为满足振动频率在一定范围内变动,且在空间有限的环境下无线传感器系统的自供能需求,设计了一种具有3个自由度的回折梁振动压电能量采集器。基于系统结构和工作原理,进行了理论分析及建立了回折梁结构有限元模型,并对该模型进行了有限元分析和模态仿真。制作回折梁压电能量采集器的原理样机,搭建试验平台,在振动台上进行试验。试验结果表明,理论分析、有限元模拟结果与实验结果吻合,在3.5～8.5 Hz低频振动下能产生大于5 V的电压,最高输出电压约为17.5 V,是传统单梁结构的1.4倍,且具有3个输出电压峰,工作带宽为传统单梁结构的4.5倍,实现了宽频效果。所提出的回折梁结构压电能量采集器在低频、振动频率变化的环境中有效且自适应。

• 单位
  上海交通大学; 薄膜与微细技术教育部重点实验室