發(fā)布時間：2018-08-20 17:59

【摘要】：研究了蒲公英狀壓電振動能量收集裝置的寬頻帶設計,以解決環(huán)境振源振動頻率多變的問題。建立了蒲公英狀壓電振動能量收集裝置諧振頻率的理論模型并進行了數(shù)值模擬,結果表明,該能量收集裝置的諧振頻率并不是可以任意拓展的。為驗證理論分析的正確性,進行了蒲公英狀壓電振動能量收集裝置的頻率響應實驗,得到的實驗結果與理論分析基本吻合,說明了本文理論分析的可靠性。最后對寬頻帶的蒲公英狀壓電振動能量收集裝置進行了發(fā)電性能測試實驗,結果表明,通過對蒲公英狀壓電振動能量收集裝置的寬頻帶設計,其在20～34Hz有較大的功率輸出,且最大輸出功率達到了約2.3mW。本文的設計有效地拓寬了該裝置的諧振頻率范圍,易于實現(xiàn)與環(huán)境振源的匹配而獲得較高的能量收集能力。
[Abstract]:The wide band design of dandelion piezoelectric vibration energy collection device is studied in order to solve the problem of variable vibration frequency of environmental vibration source. The theoretical model of resonant frequency of dandelion piezoelectric vibration energy collection device is established and numerical simulation is carried out. The results show that the resonant frequency of the energy collection device can not be expanded arbitrarily. In order to verify the correctness of the theoretical analysis, the frequency response experiment of the dandelion piezoelectric vibration energy collection device is carried out. The experimental results are in good agreement with the theoretical analysis, which shows the reliability of the theoretical analysis in this paper. Finally, the power generation performance of the dandelion piezoelectric vibration energy collection device is tested. The results show that the dandelion piezoelectric vibration energy collection device has a large power output in 20~34Hz by the broadband design of the dandelion piezoelectric vibration energy collection device. The maximum output power is about 2.3 MW. The design of this paper effectively broadens the resonance frequency range of the device, and it is easy to match with the ambient vibration source to obtain higher energy collection ability.
【作者單位】： 金陵科技學院機電工程學院;南京航空航天大學機械結構力學及控制國家重點實驗室;淮陰工學院機械工程學院;
【基金】：國家自然科學基金資助項目(No.51305183) 江蘇省“青藍工程”資助項目 金陵科技學院博士科研啟動基金資助項目(No.jit-b-201412)
【分類號】：TM619

【參考文獻】

相關期刊論文 前6條

1 于慧慧;溫志渝;溫中泉;賀學鋒;;寬頻帶微型壓電式振動發(fā)電機的設計[J];傳感技術學報;2010年05期

2 賀學鋒;杜志剛;趙興強;溫志渝;印顯方;;懸臂梁式壓電振動能采集器的建模及實驗驗證[J];光學精密工程;2011年08期

3 闞君武;王淑云;彭少鋒;張忠華;曾平;程光明;付曉慶;;多振子壓電發(fā)電機的輸出特性[J];光學精密工程;2011年09期

4 崔巖;王飛;董維杰;姚明磊;王立鼎;;非線性壓電式能量采集器[J];光學精密工程;2012年12期

5 王淑云;闞君武;王鴻云;凌榮華;楊振宇;蔣永華;張忠華;;基于圓弧限位的壓電發(fā)電裝置[J];光學精密工程;2013年02期

6 李偉;車錄鋒;王躍林;;橫向電磁式振動能量采集器的設計與制作[J];光學精密工程;2013年03期

【共引文獻】

相關期刊論文 前10條

1 雷美珍;戴文戰(zhàn);夏永明;王立強;;雙定子動磁鐵式直線振蕩執(zhí)行器的力特性分析[J];傳感技術學報;2010年11期

2 許小勇;陽宇希;劉樹林;葛東寶;;提高振動發(fā)電機充電效率實驗研究[J];傳感技術學報;2011年07期

3 賀學鋒;李江;趙興強;溫志渝;王曉蘭;;帶質量塊的微型壓電式風能采集器研究[J];傳感技術學報;2011年07期

4 李征;萬杰;闞君武;王淑云;楊志剛;程光明;;基于流固耦合作用的壓電液壓振動俘能器[J];光學精密工程;2012年05期

5 溫中泉;何渝;王曉蘭;;基于微液滴介質和差分電容器的靜電式微型振動發(fā)電機[J];光學精密工程;2012年05期

6 黃新波;趙隆;舒佳;吉樹亮;張亞維;;輸電線路導線微風振動在線監(jiān)測技術[J];高電壓技術;2012年08期

7 崔巖;王飛;董維杰;姚明磊;王立鼎;;非線性壓電式能量采集器[J];光學精密工程;2012年12期

8 李偉;車錄鋒;王躍林;;橫向電磁式振動能量采集器的設計與制作[J];光學精密工程;2013年03期

9 莫冰;黃榮海;趙峰;凌朝東;;微生物燃料電池的電能采集系統(tǒng)[J];光學精密工程;2013年07期

10 尚正國;李東玲;溫志渝;趙興強;;硅基氮化鋁薄膜風致振動MEMS能量采集單元[J];光學精密工程;2013年12期

相關會議論文 前1條

1 吳鵬;曹東興;;一種新型壓電俘能器的動力學建模及振動特性分析[A];北京力學會第20屆學術年會論文集[C];2014年

相關碩士學位論文 前10條

1 趙子超;多振子串聯(lián)壓電發(fā)電裝置的設計與實驗研究[D];吉林大學;2013年

2 萬杰;晶片式壓電液壓振動俘能器的設計與試驗研究[D];吉林大學;2013年

3 鄒木春;架空輸電導線微風振動傳感結構設計與仿真分析[D];華南理工大學;2013年

4 高軍;帶鉸接分流板的碰撞式壓電風能采集器[D];重慶大學;2013年

5 朱沛;變剛度雙穩(wěn)態(tài)電磁式振動發(fā)電機的研究[D];太原理工大學;2013年

6 鐘勇;用于路面機械能量回收的壓電換能器研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2013年

7 凌榮華;磁力耦合式壓電振動俘能器的研究[D];浙江師范大學;2013年

8 阮志林;新型多層懸臂梁壓電發(fā)電裝置的發(fā)電性能研究[D];揚州大學;2013年

9 曾一致;振動能量收集器優(yōu)化設計研究[D];重慶理工大學;2013年

10 陸躍明;寬頻壓電振動能量采集器的設計理論及其力電特性分析研究[D];浙江工商大學;2014年

【二級參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 唐彬;溫志渝;溫中泉;董媛;;振動式微型發(fā)電機的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];微納電子技術;2007年05期

2 王鵬;李偉;車錄鋒;;Design and fabrication of a micro electromagnetic vibration energy harvester[J];半導體學報;2011年10期

3 劉路,解晶瑩;微能源[J];電源技術;2002年06期

4 闞君武;唐可洪;王淑云;楊志剛;賈杰;曾平;;壓電懸臂梁發(fā)電裝置的建模與仿真分析[J];光學精密工程;2008年01期

5 唐可洪;闞君武;朱國仁;邵承會;楊志剛;程光明;;遙控器用壓電發(fā)電裝置的供電特性[J];光學精密工程;2008年01期

6 季宏麗;馬勇;裘進浩;姜皓;沈輝;朱孔軍;;高效壓電能量回收系統(tǒng)的優(yōu)化設計(英文)[J];光學精密工程;2008年12期

7 張楊鍵;傘海生;;MEMS復合式振動能量采集器(英文)[J];光學精密工程;2009年06期

8 任婧;陳旭遠;;用于多頻振動的MEMS復合式能量采集器的設計(英文)[J];光學精密工程;2009年06期

9 賀學鋒;溫志渝;溫中泉;;壓電式振動發(fā)電機的建模及應用(英文)[J];光學精密工程;2009年06期

10 佘東生;王曉東;張習文;王立鼎;;低溫環(huán)境下MEMS微構件的動態(tài)特性及測試系統(tǒng)[J];光學精密工程;2010年10期

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 邱清泉;肖立業(yè);辛守喬;黃天斌;;振動式微型發(fā)電機的研究進展[J];振動與沖擊;2010年09期

2 任思源;何青;;基于壓電材料的振動能量收集試驗研究[J];現(xiàn)代電力;2010年03期

3 邊義祥;楊成華;;基于壓電材料的振動能量回收技術現(xiàn)狀綜述[J];壓電與聲光;2011年04期

4 浦勁松;王振華;田新華;;彈性預張及復合阻尼系統(tǒng)防治導線風偏及振動[J];安徽電氣工程職業(yè)技術學院學報;2011年01期

5 Margery Conner;;從光照、振動中獲取能量的采集器[J];電子設計技術;2006年01期

6 武先俊;;功率流方法綜述和低振動能量隔振點研究[J];家電科技;2006年07期

7 曹祥麟;;架空送電線的舞動[J];電力建設;1988年02期

8 辛志榮;國內外自阻尼導線綜述[J];電線電纜;1987年01期

9 衛(wèi)萬采;日本東京電力公司的抗震技術簡介[J];華東電力;1993年02期

10 張奔牛;唐練;;橋梁振動智能供電方法探究[J];科技信息;2010年36期

相關會議論文 前4條

1 孫健;李以貴;楊春生;劉景全;何丹農(nóng);;基于微懸臂梁的壓電振動能量采集器的分析與制造[A];第六屆華東三省一市真空學術交流會論文集[C];2009年

2 任博;趙祥永;羅豪u&;;新型鐵電單晶PMN-PT在能量收集器中的應用研究[A];第15屆全國晶體生長與材料學術會議論文集[C];2009年

3 盧偉健;姚琨;王世強;李孝寬;方向明;;兩個版本的ISO 2631-1頻率計權曲線對比[A];中國環(huán)境科學學會2009年學術年會論文集（第三卷）[C];2009年

4 黃明慧;何小元;胡敏強;金龍;;圓柱定子超聲波電機動力學模型推導及仿真[A];第十二屆中國小電機技術研討會論文集[C];2007年

相關博士學位論文 前2條

1 朱莉婭;壓電多方向振動能量收集結構及其充電控制方法研究[D];南京航空航天大學;2012年

2 彭兵;基于改進支持向量機和特征信息融合的水電機組故障診斷[D];華中科技大學;2008年

相關碩士學位論文 前10條

1 陸躍明;寬頻壓電振動能量采集器的設計理論及其力電特性分析研究[D];浙江工商大學;2014年

2 曾一致;振動能量收集器優(yōu)化設計研究[D];重慶理工大學;2013年

3 張晶;運動體振動能量向電能的轉化與存儲技術研究[D];河北工業(yè)大學;2011年

4 曹會云;電磁式振動能量收集和存儲系統(tǒng)的研究[D];內蒙古科技大學;2012年

5 顧卿峗;新型電容式微型振動能量采集器的結構設計與研究[D];揚州大學;2013年

6 袁秋潔;基于壓電材料的振動能量收集理論及其結構分析[D];華北電力大學（北京）;2010年

7 嚴宇才;一種微型電磁式振動能量收集器的設計與研究[D];浙江工業(yè)大學;2013年

8 王強;基于壓電材料的振動能量采集技術的研究[D];江蘇大學;2008年

9 周昌全;基于力電耦合材料振動能量捕獲研究[D];杭州電子科技大學;2011年

10 于麗;基于壓電材料的多方向振動能量采集換能結構的研究[D];南京航空航天大學;2010年

，

本文編號：2194520