磁辅助双稳态介电弹性体发电机

低频振动高效发电

利用磁力耦合实现双稳态，拓宽低频振动下的工作频带，增强能量收集能力。

Shiyi, Xiao · Su, Xukun · ZhouZhou, Wang · 方仕童 · Jiaoyu, Lei · Zhengshun, Yan · 徐斌 · Danill, Yurchenko · 赖志辉

Mechanical Systems and Signal Processing 2025

技术优势

低频性能提升

双稳态设计使系统在低频振动下更容易跨越势垒，发生大幅运动，从而提升能量收集能力。

频带展宽

非线性磁力与弹性恢复力的协同作用改变了系统的刚度特性，使有效工作频带向低频扩展。

应用场景

• 可穿戴设备供电：从人体低频运动（如行走、肢体摆动）中收集能量，为可穿戴电子设备持续供电，减少电池依赖。
• 纳米发电机：作为介电弹性体类纳米发电机，利用双稳态机制提高低频机械能到电能的转换效率。
• 物联网传感器供电：为环境中低频振动驱动的物联网传感器节点提供自供能方案，免去布线或定期更换电池。
• 振动能量收集：取代传统线性振动能量收集器，在低频段实现更宽频带和更高的能量输出。