跷跷板式双稳态能量采集器

宽频振动高效采能

利用磁力与弹簧实现可调双稳态,结构灵感来自跷跷板,能自适应宽频随机振动,直接给无线传感节点供电。

刘梦舟 · Yuan, Zhang · Fu, Hailing · 秦勇 · Ding, Ao · Yeatman, Eric M.

Applied Energy 2023

参数信息

工作频率范围
18–38 Hz
输出功率
7.4 mW

技术优势

宽频工作

通过调整固定磁铁位置和弹簧长度可改变势阱分布,使采集器在18–38 Hz宽频范围内保持良好输出,适应列车振动的随机性。

直接供电

在38 Hz、600 Ω负载下输出7.4 mW,能够完全驱动含微控制器、蓝牙模块和加速度计的无线传感节点,无需额外电源。

可调双稳态

首次利用移动磁铁与两个固定磁铁间的吸引力模拟跷跷板的重力效应,并通过限位弹簧提供支撑,实现势阱可调,从而优化不同工况下的能量采集性能。

应用场景