机械工程学报

作者：徐玮含, 罗安信, 马鑫宇, 鲍晨, 汪飞

单位：南方科技大学深港微电子学院 深圳 518055

关键词：振动能量采集,自供电,传感监测,无线传输；

基金：国家自然科学基金资助项目(62174077)。

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。

来源：2022年第20期

《机械工程学报》期刊编辑部

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