负泊松比基底压电能量收集器

电压输出提升69%

通过嵌入耦合设计、负泊松比蜂窝基底与变密度质量块的协同优化，实现低频自适应的高效机电转换。

李彬彬 · 刘军 · 张彧 · Gang, Xu

Micromachines 2026

参数信息

电压输出提升

69.07 %

电压输出提升

17.76 V

谐振频率降低

44.34 %

谐振频率降低

28.01 Hz

技术优势

电压提升近七成

嵌入耦合与负泊松比基底诱导双轴应变，使压电层更充分利用应变，电压输出显著增加。

低频共振调低四成

变密度质量块与负泊松比基底降低系统刚度，谐振频率从约63 Hz降至35 Hz，适配环境低频振动。

原型实测吻合仿真

实验测试输出性能与仿真结果一致性良好，验证了结构优化方法的有效性。

应用场景

• 微纳能源：为微传感器、微型执行器等低功耗器件采集环境振动能，替代电池或延长其寿命。
• 振动能量收集：从机械设备、桥梁、车辆等低频振动中提取能量，实现免维护供电。
• 可穿戴设备供电：收集人体运动引起的振动，为智能手表、健康监测贴片等可穿戴电子供电。
• 自供能传感：在无外接电源的远程或嵌入式监测节点中，实现自供电传感与数据传输。