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作品名稱：面向全風(fēng)向激勵(lì)的非線性風(fēng)能采集器
學(xué)校名稱：山東理工大學(xué)
參賽隊(duì)伍：上山打老虎
隊(duì)伍編號(hào)：199674
參賽學(xué)生：韓詩林 房子龍 鄒昕澎
指導(dǎo)老師：孫燁
投票日期：2024年10月08日 00:00->2024年12月05日 15:00
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為了更好地利用自然界中的風(fēng)能和振動(dòng)能量，得力于無線技術(shù)及其在低功率電子裝置中技術(shù)的改進(jìn),能源回收研究取得了巨大的進(jìn)步。為了更好地充分利用自然界環(huán)境中的風(fēng)能和振動(dòng)的能量,為無線電子設(shè)備、傳感器、微機(jī)電系統(tǒng)等可靠性較高的低能源電子產(chǎn)品提供能源,將自來電傳感器技術(shù)廣泛運(yùn)用到傳感網(wǎng)絡(luò),甚至取代含有汞等重金屬、易受污染環(huán)境的傳統(tǒng)電池,將自供電技術(shù)運(yùn)用到傳感網(wǎng)絡(luò)，甚至是取代含有汞等重金屬、容易污染環(huán)境的傳統(tǒng)電池，本文提出了一種面向全風(fēng)向激勵(lì)的非線性風(fēng)能采集器。
該裝置包括矩形彈性梁、渦卷式螺旋彈性梁、圓柱殼體、擾流板等結(jié)構(gòu)。在利用矩形彈性梁的基礎(chǔ)上加入渦卷式彈性梁，充分利用它能在三維空間內(nèi)任意扭轉(zhuǎn)的伸縮、扭轉(zhuǎn)變形的特點(diǎn)。根據(jù)渦激振動(dòng)的發(fā)生原理設(shè)計(jì)了渦激振動(dòng)壓電能量收集裝置的結(jié)構(gòu)：多個(gè)線性陣列排列的圓柱體通過感應(yīng)垂直風(fēng)向產(chǎn)生渦激振動(dòng)，每個(gè)圓柱振動(dòng)方向上連接兩個(gè)渦卷式彈性梁，圓柱底部連結(jié)矩形彈性梁，渦卷式彈性梁及矩形彈性梁上均粘貼壓電陶瓷，由于圓柱的渦激振動(dòng)帶動(dòng)各個(gè)彈性梁產(chǎn)生形變，進(jìn)而帶動(dòng)粘貼在各個(gè)彈性梁上的壓電材料產(chǎn)生形變，再通過壓電效應(yīng)作用使機(jī)械形變轉(zhuǎn)換成電能；為了使該裝置實(shí)現(xiàn)全風(fēng)向風(fēng)能的高效采集，在尾部添加擾流板實(shí)現(xiàn)裝置的面向風(fēng)向的自適應(yīng)旋轉(zhuǎn)；由于渦卷式螺旋彈性梁的非線性振動(dòng)特性，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)俘能結(jié)構(gòu)的非線性俘能。同時(shí)針對(duì)此裝置提出一種利用同步開關(guān)電荷能量收集電路設(shè)計(jì)的專用控制電路。利用軟件繪制了該能量采集器的機(jī)械模型，繪制了控制電路原理圖。
