滚动轴承摩擦电纳米传感器

振动能自供电,同步感知运行状态

把滚动轴承低阻尼、耐磨的优势与摩擦电纳米发电机结合,既能将货运列车振动能转化为电能,又能输出携带运行状态特征的电信号,实现能量自洽的在线监测。

Fang, Zheng · Zhou, Zijie · Yi, Minyi · 张祖涛 · 罗小 · Ahmed, Ammar

Nano Energy 2023

参数信息

峰值输出功率
1.9 μW
能量密度
72 mW/m3
检测精度
96.6 %

技术优势

不用布线

传感器直接从轴承振动中取能,检测模块无需外部电源,解决了货运列车无电气管线的供能难题。

低阻尼耐磨

采用滚动轴承结构,摩擦阻尼小、耐磨损,适合长期振动环境下的能量采集,不会明显影响列车运行。

感知与供能一体

同一器件完成振动能采集和状态信号输出,输出电信号携带运行特征,可直接用于蛇行失稳识别。

准确率够高

结合 LSTM 深度学习模型,测试集识别精度达 96.6%,能有效发现蛇行失稳。

应用场景