直線運動,作為一種自然界常見的振動,有著多種多樣的形式,包括海洋波浪、人體行走、懸架系統(tǒng)振動等。藍色能源的提出,指出了海洋中存在的巨大潛在能源,其中就包括波浪能這類的低頻能源。低頻直線能量收集技術將這些振動能量收集,運用于物聯(lián)網(wǎng)、分布式傳感網(wǎng)絡等,將會給社會帶來巨大的經(jīng)濟效益。利用直線發(fā)電機收集環(huán)境中的直線運動能量,是一種簡單方便的方法�？紤]到直線運動的特征,本文舍棄傳統(tǒng)的電磁式發(fā)電方式——這種發(fā)電方式適用于50Hz以上的工作頻率。摩擦納米發(fā)電機(TENG),其發(fā)電特性來源于麥克斯韋位移電流的第二項,與材料介質的極化有關。這導致了摩擦納米發(fā)電機在低頻下的高效發(fā)電特性。為了更好收集環(huán)境中具有復雜性和隨機性的直線運動能量,本文在如何提高低頻直線運動能量收集方面進行了研究和討論。本文從麥克斯韋方程組對摩擦納米發(fā)電的機理進行了分析討論,對摩擦納米發(fā)電機的低頻適應性進行了解釋。并且通過與電磁發(fā)電機理的對比,說明了其低頻優(yōu)越性。同時,本文從壓電能量收集著手,分析了兩種在壓電能量收集領域的經(jīng)典收集系統(tǒng)——線性收集系統(tǒng)和非線性收集系統(tǒng)。在此基礎上,本文提出了一種新型的非線性接觸分離式摩擦納米直線發(fā)電機...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 低頻直線運動能量的收集方法
        1.2.1 電磁收集方法
        1.2.2 壓電收集方法
        1.2.3 摩擦納米發(fā)電收集方法
    1.3 論文的研究內(nèi)容
    1.4 論文的章節(jié)安排
第二章 基本工作機理
    2.1 摩擦納米發(fā)電機的基本發(fā)電機理
    2.2 結構分析
第三章 結構設計以及模型分析
    3.1 能量收集裝置工作概述
        3.1.1 工作模式
        3.1.2 工作指標
    3.2 結構設計
    3.3 物理模型
    3.4 材料制備與特性
第四章 實驗論證
    4.1 受迫力工作模式下的低頻響應
    4.2 慣性力工作模式下的低頻寬頻響應
    4.3 實際環(huán)境激勵下裝置的響應
第五章 總結與展望
    5.1 論文的主要工作
    5.2 論文的創(chuàng)新點
    5.3 論文的不足
    5.4 展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間的學術活動及成果情況



本文編號：3749006