基于压电与电磁复合效应的超声振动能量采集方法

汪御飞,李康康,张海彬,陈渊博,王光庆

Ultrasonic vibration energy harvesting method based on piezoelectric and electromagnetic composite effects

Yufei WANG,Kangkang LI,Haibin ZHANG,Yuanbo CHEN,Guangqing WANG

表 1 压电能量采集器的结构尺寸和材料参数

Tab.1 Structure size and material parameters of piezoelectric energy harvester

参数 数值 摩擦层的弹性模量E0/GPa 67 摩擦层的厚度h0/mm 0.5 凸齿上产生的行波数n 9 凸齿表面至中性层的距离a/mm 2.5 凸齿上齿的总数nt 90 动摩擦因素$ \mu_{\mathrm{d}} $ 0.14 转换结构与圆盘平均接触半径Rav/mm 27 转换结构与圆盘径向接触宽度b/mm 2 转换结构的转动惯量J/(kg·m2) 8.22×10−5 法向预压力Fn/N 2 缠绕线圈半径r/mm 9.8 永磁铁表磁Br/T 100 永磁铁底面直径D/mm 10 永磁铁的高H/mm 15 真空中磁导率$ \mu_0 $/(H·m−1) $ 4{\text{π}}$×10−7 磁力系数ko 422000 线圈匝数N 500 磁铁与电机轴心的距R/cm 3