在学科创建上实现以下八个方面的创新。2）发明了新机构，研究出10余种新机构，如激振器偏转式新机构、惯性共振式双质体近共振新机构、单激振器振动破碎机、双激振器振动破碎机的新机构等。8）创建了新学科，在国际上首先创建了“振动利用工程”新学科。受到同行业科技人员的高度评价。......
2023-06-20
利用振动捕捉机械能的微型发电机
【摘要】：基于磁的微型发电机很容易会被用来从振动中捕捉机械能。图4-21 集成在硅片上的微型振动发电机：压电式还有一些利用静电感应原理实现振动能量捕捉的类似设备[DES 05]。它们通常由电荷的移动引起，通过两个可移动电极的相互靠近或离远，可以对可变电容进行充电或放电。它是一种壁挂在墙上的断续器，通过一个压电双金属片，将按在其上的手指机械能转为电能，通过无线电传输开关信息给接收器，从而实现开关控制。
基于磁的微型发电机很容易会被用来从振动中捕捉机械能。在FP6VIBES项目[PROa]框架中，廷德尔研究所（爱尔兰，科克）以及他们在南安普敦（英国）的合作者开发了一个带有振动托盘的发电机（见图4-20），在托盘上安装一个集成的或绕线的微型线圈[KUL 08，BEE 07]，但其效率很低，发电功率很弱。有的研究团队在研究将电磁能转化成振动能[SAR 08，WAN 07a]或旋转能[MAR 08]。但总的来说，这种利用电磁的解决方案在捕捉振动时会遇到由于设备超小型化，振动的幅度很小所带来的问题，这大大制约了微型线圈磁感应强度的变化范围。
在VIBES技术的研究中，位于法国格勒诺布尔的TIMA实验室采用了一种振动式的压电方法[AMM 08]制造出了一种发电机，如图4-21所示。由于产生的功率和电压都很弱，需要额外的电子设备来放大电压。还有一些研究团队正在开发微米甚至纳米级的压电系统[WAN 08]（大型的压电系统已经商业化[VOL]）。
一些综述性文章对比分析了不同的电磁式解决系统方案[ARN 07]，压电式系统方案[LEF 06，ANT 07，SHU 06]，两者相结合的系统方案[WU 08]，以及其他的一些技术方案[MIT 07，CHA 08，PAR 05，YAN 08，MAT 05，WAN 07b]。
图4-20 集成在硅片上的微型振动发电机：电磁感应式（集成线圈和电磁铁。资料来源：廷德尔研究所）
图4-21 集成在硅片上的微型振动发电机：压电式（资料来源：格勒诺布尔TIMA实验室）
还有一些利用静电感应原理实现振动能量捕捉的类似设备[DES 05]。它们通常由电荷的移动引起，通过两个可移动电极的相互靠近或离远，可以对可变电容进行充电或放电。
为了更好地实现对环境能量的开发利用，一些系统以串联或并联的形式将几种技术连接在一起（热能+射频[WAN 08，LHE 07]，热能+振动[SAT 07]）。最后，还要提及德国EnOcean[ENO]公司于2005年开始商业化应用的户内低压开关。它是一种壁挂在墙上的断续器，通过一个压电双金属片，将按在其上的手指机械能转为电能，通过无线电传输开关信息给接收器，从而实现开关控制。
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