可重构压电悬臂梁阵列

多方向宽带振动能量采集

该阵列采用魔方旋转机制实现悬臂梁重构，可将单一方向振动能量采集重新分配为三个正交方向的独立宽带采集，显著提升环境适应性。

Mingjun, Song · Wang, Yan Qing · Li Y. · Quan, Wang

International Journal of Mechanical Sciences 2026

参数信息

x轴采集频带

18 Hz to 15.5 Hz

y轴采集频带

23 Hz to 26.5 Hz

z轴采集频带

19.3 Hz to 22 Hz

原始单方向频带

15.5 Hz to 26.5 Hz

技术优势

频带可重构

通过旋转魔方模块，悬臂梁的共振方向重定向，将单方向密集频带拆分为三个正交方向的独立采集频带，适应不同振动环境。

多方向采集

同一个装置在重构后可分别从 x、y、z 三个方向有效采集振动能量，无需更换硬件。

驱动实际负载

重构后的阵列可直接为传感器和 LED 供电，验证了其作为自供能节点的实用性。

应用场景

• 自供能传感节点：重构后可直接驱动传感器，免除布线或电池更换。
• 结构健康监测：多方向宽带采集适配桥梁、机械等复杂振动环境。
• 低频振动能量收集：频带覆盖 15.5–26.5 Hz 典型环境低频振动。
• 可穿戴电子供能：旋转重构使单一模块适应人体不同运动方向。