多层弹性摩擦纳米传感器

自供电振动感知

该传感器采用对称多层弹性结构，可有效收集轨道车辆转向架侧的振动能量，实现自驱动感知，适用于智能轨道交通的实时监测与预测性维护。

Xinyi, Zhao · Deqiang, He · Fang, Zheng · 陈泓宇 · Yue, Zhang · Lei, Zeng · Pan, Hongye · 张祖涛

Nano Energy 2025

参数信息

最大输出电压

1.25 V

峰值功率

1.95 μW

检测准确率

68.2-86.3 %

技术优势

自供电免布线

前端对称多层弹性结构能有效收集转向架侧振动能量，系统无需外部电源即可工作。

异常检测靠算法

后端智能检测模块将数据预处理与无监督机器学习结合，可直接从振动数据中识别异常模式。

实时监测可落地

嵌入数字孪生与5G通信，使系统具备轨道运行实时监测与预测性维护的潜力。

应用场景

• 轨道交通监测：实时采集转向架振动信号并识别异常，无需外部供电。
• 振动能量收集：利用多层弹性结构将轨道振动转化为电能，驱动传感节点。
• 预测性维护：结合数字孪生与5G，从振动数据预测故障，降低维护成本。
• 自供电传感：传感器自身收集振动能量，摆脱对外部电源的依赖。
• 柔性传感器：多层弹性结构可适应转向架侧的振动环境与安装空间。