从人体行走中收集能量的鞋上压电俘能器

• 作者: 余波 刘朝辉 樊康旗 王连松
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 工学
• 关键词: 压电俘能器 压电效应 人体步态 能量收集 升频 双稳态结构
• 年，卷（期）: 2017,（5）
• 所属期刊栏目: 微纳技术与精密机械
• 页码范围: 1272-1280
• 页数: 9页
• 分类号: TK02|TN384
• 字数: 2789字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/OPE.20172505.1272

摘要

设计了一种安装在鞋上的压电俘能器(PEH),用于收集人体行走时产生的能量.该俘能器由4根压电悬臂梁和1个弹簧-质量系统组成.弹簧-质量系统能够感知沿径骨轴的加速度激励,并通过磁耦合驱动压电梁振动从而发电.文中通过拟合实验数据获得加速度信号表达式;然后,建立仿真模型,对俘能器的发电性能进行了仿真分析.最后,加工了实验样机,并实验测试了俘能器的发电性能.结果表明,当受到沿胫骨方向的激励时,压电梁在一个步态周期内可被弹簧-质量系统激励多次从而产生多个峰值电压;受到沿胫骨和脚面两个方向激励时,压电梁的发电性能比只受到单一方向激励时好.当步行速度为2~8 km/h时,每根压电梁的峰值电压可达到10 V.该俘能器能够从人体行走的超低频运动中收集能量,并能够同时收集两个方向的加速度能量,提高了压电梁的发电性能.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	樊康旗	西安电子科技大学机电工程学院	23	250	8.0	15.0
2	刘朝辉	西安电子科技大学机电工程学院	1	13	1.0	1.0
3	王连松	西安电子科技大学机电工程学院	1	13	1.0	1.0
4	余波	西安电子科技大学机电工程学院	1	13	1.0	1.0