无线传感器网络的压电能量收集技术研究

马天兵; 吴晓东; 邹莉君; 陈南南

doi:10.13873/J.1000-9787(2019)06-0059-03

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无线传感器网络的压电能量收集技术研究

研究与探讨 | 更新时间：2025-09-11

- 无线传感器网络的压电能量收集技术研究
- Research on piezoelectric energy harvesting technology of wireless sensor networks
- 传感器与微系统 2019年第6期页码：59-61+65
- 作者机构：
  
  安徽理工大学机械工程学院
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(51305003);安徽省博士后基金资助项目(2017B172)
- DOI：10.13873/J.1000-9787(2019)06-0059-03
  中图分类号： TN929.5;TP212.9
- 纸质出版：2019
- 稿件说明：
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马天兵, 吴晓东, 邹莉君, 等. 无线传感器网络的压电能量收集技术研究[J]. 传感器与微系统, 2019,(6):59-61+65.

MA Tianbing, WU Xiaodong, ZOU Lijun, et al. Research on piezoelectric energy harvesting technology of wireless sensor networks[J]. 2019, (6): 59-61+65.
马天兵, 吴晓东, 邹莉君, 等. 无线传感器网络的压电能量收集技术研究[J]. 传感器与微系统, 2019,(6):59-61+65. DOI： 10.13873/J.1000-9787(2019)06-0059-03.

MA Tianbing, WU Xiaodong, ZOU Lijun, et al. Research on piezoelectric energy harvesting technology of wireless sensor networks[J]. 2019, (6): 59-61+65. DOI： 10.13873/J.1000-9787(2019)06-0059-03.

摘要

针对压电能量收集装置在进行能量收集时具有固有频率高、能量收集效率低等问题

设计了一种变截面压电能量收集装置

并对压电振子进行了理论建模和有限元特性分析。根据分析结果

在相同的条件下

变截面悬臂梁的固有频率比等截面悬臂梁低。同时

变截面悬臂梁在截面厚度等于0. 4 mm时

电压输出最大

可达23. 77 V;变截面悬臂梁比等截面悬臂梁具有频带宽、输出电压高

并具有比等截面悬臂梁质量轻的优点。从而对环境中低频振动的能量进行收集时

为传感器的供电装置提供了理论的设计依据。

Abstract

Aiming at the problems of high natural frequency and low energy collection efficiency that piezoelectric energy harvesting device has

when collecting energy

a variable cross-section piezoelectric energy harvesting device is designed

and theoretical modeling and finite element analysis on piezoelectric vibrator are carried out.According to the analysis results

the natural frequency of the variable section cantilever beam is lower than that of the equal-section cantilever beam when the conditions are same. At the same time

when the thickness of the variable section cantilever beam is 0. 4 mm

the maximum output voltage can reach to 23. 77 V. Comparing with the equal-section cantilever beams

the variable section cantilever beam has the advantages of wide frequency band

high output voltage and light weight. Thus

when collecting the energy of the low-frequency vibration in the environment

a theoretical design basis is provided for the power supply device of the sensor.

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