振动摩擦纳米发电机阵列

微弱振动下高功率密度

面向轴承等工业设备在无人值守环境下的自供电监测，该阵列能从微幅振动中高效取能，为无线传感节点持续供电。

Zhichao, Jiang · Zefang, Dong · Xianpeng, Fu · Zheng, Gao · Gong, Likun · 操姐 · Qi, Youchao · Tingshan, Liu · Wei, Li · Zhang, Chi

Mechanical Systems and Signal Processing 2026

参数信息

峰值功率密度

4.3 μW/cm³

振动数据发送间隔

1 h

故障分类准确率

98 %

技术优势

微弱振动也能高效发电

在0.07 g加速度、42.1 Hz频率下取得4.3 μW/cm³的峰值功率密度，足以驱动无线传感节点。

支持无间断监测

系统通过电源管理模块为锂电池充电，并利用定时电路每小时传输一次振动数据，无需额外电源。

故障识别准确率高

采用CNN-LSTM混合模型对采集的振动数据进行分类，测试集准确率达98%。

应用场景

• 自供电传感节点：让传感器摆脱电池和线缆，在无供电条件下长期运行。
• 工业设备状态监测：为轴承等设备提供持续的振动数据，用于故障预警。
• 振动能量收集：把微幅振动转化为电能，为无线节点供电。
• 无人值守监测：免维护自供电设计，适合无人值守场景。