【摘 要】
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现今,世界上依旧存在着能源紧缺问题,在很多无电网地区,电能供应只能通过一系列自然能量来进行发电,比如振动能。同时微型低耗电子设备也在不断更新,并且依旧具有发展前景,因此可以对能量的采集这一课题进行深入研究。其中压电能量采集器具有使用时间长、工作环境适应性强的优点,一直是一个研究热点,不过传统的压电能量采集器的振动时响应频率范围较窄,输出效率也偏低,且安装时常会受空间限制,为改善上述不足,本文将设计
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现今,世界上依旧存在着能源紧缺问题,在很多无电网地区,电能供应只能通过一系列自然能量来进行发电,比如振动能。同时微型低耗电子设备也在不断更新,并且依旧具有发展前景,因此可以对能量的采集这一课题进行深入研究。其中压电能量采集器具有使用时间长、工作环境适应性强的优点,一直是一个研究热点,不过传统的压电能量采集器的振动时响应频率范围较窄,输出效率也偏低,且安装时常会受空间限制,为改善上述不足,本文将设计一种倾斜异长组合型压电能量采集器,使其能在特定有限空间内通过多根倾斜梁的组合,在扩频的同时节约一定的空间,提升输出电压,在低频范围内适应多频段的能量收集。文章首先通过对压电振子各项特性的了解,确定压电能量采集器的主要器件结构,然后通过部分压电悬臂梁的数学理论,对悬臂梁的部分参数进行计算分析,获得一般性的规律总结,最后选取一个合适的基准悬臂梁,对倾斜角带来的影响进行分析,为后面的进一步的ANSYS仿真提供一些参数基础。最后以选取的基准梁为标准,先通过多组仿真,在改变倾斜角的同时对梁进行延长,找出参数变化规律,最后将这些梁通过一定排列进行组合,组成多组倾斜异长组合型压电能量采集器,最后通过对这些不同的组合进行模态、应力、谐响应分析,来对比仿真结果,最后仿真结果表明所设计的倾斜异长组合型压电能量采集器能满足要求。
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