基于非对称弹簧的宽频率范围振动能量收集器

作者：高凯; 彭晗^*; 王劭菁; 徐鹏; 陈永; 陈佳桦; 孙寒燚

来源：电工技术学报, 2023, 38(10): 2832-2840.

DOI：10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.220465

• 平面弹簧
• 振动能量收集器
• 非对称弹簧
• 宽频率范围

为了改善单共振点振动能量收集器频率范围窄，对环境中随机分布的宽频率范围振动能量收集功率低的问题，该文提出一种基于非对称弹簧的宽频率范围振动能量收集器。首先，在阐述振动能量收集器基本原理的基础上，分析了弯曲横梁弹簧结构特性以及关键参数对于共振频率的影响规律。在此基础上，提出一种基于非对称弹簧的宽频率范围振动能量收集装置，详细讨论了其结构的基本原理和运动模式，并对不同弹簧组合形成的收集器进行了仿真分析。最后，制作了样机进行实验，得到不同的非对称弹簧下的输出特性，其中1 mm厚度的非对称弹簧结构在67 Hz、115 Hz的振动激励下输出功率分别达到1.36 mW和0.16 mW，收集频率范围提高一倍。

• 单位
  国网上海市电力公司电力科学研究院; 强电磁工程与新技术国家重点实验室; 电子工程学院; 华中科技大学