柔性气动准零刚度装置

低频振动高效收集

利用柔性双稳态梁与气动缸并联实现可调准零刚度，即使在低频振动下也能高效输出电能，结构远比传统刚性低频采集器紧凑。

Lin, Jiang · Kai, Dong · Ding, Bing Xiao

Smart Materials and Structures 2025

参数信息

串联压电最大电压

16.2 V

最大功率

191.5 μW

LED 闪烁间隔

2 s

技术优势

低频响应好

在设计的准零刚度区间内工作，22 Hz 激励下即可点亮 LED，间隔短至 2 s。

结构紧凑

采用柔性双稳态梁与气动缸并联替代刚性凸轮、连杆、弹簧等部件，大幅减小体积与复杂度。

应用场景

• 微纳能源：为低功耗微纳系统供电，替代电池或延长寿命。
• 纳米发电机：利用压电效应将低频振动转为电能，实现纳米发电机功能。
• 物联网与传感网：为无线传感器节点供能，实现免维护部署。
• 可穿戴医疗：从人体运动中收集能量，驱动可穿戴监测设备。
• 外骨骼：收集外骨骼运动产生的振动能量，辅助供电。