环境振动能采集器可为低功耗系统提供绿色环保、可再生能源,具有寿命长久、能量密度高、微型、易集成等优势。能量采集环境具有随机振动频率低、频域广、振源幅值小且多方向性等特点,频率转换机制可有效解决采集器与环境振动频率不匹配问题,提高其能量转换效率。发电装置中的拾振结构频变方式主要分为接触式和非接触式,具体操作方法包括直接或间接碰撞拾振体、驱使振动体形变、磁力耦合调频等。综合比较了各类频率转换机制的优缺点及其实用性,指出了低宽频、高效能、智能化是未来振动能采集微电源的研究趋势。 研究拾振结构频变方式主要有接触式和非接触式。本文分析总结了多种发电装置频率转换结构设计优缺点及其实用性，为拾振型微电源优化设计提供经验。1接触式频率转换法1．1直接碰撞拾振体进行频率转换当前多数环境振动能量收集装置采用悬臂梁作为拾振换能结构，尺寸设计过小则装置自身固有频率很大发电装置-数控滚圆机张家港电动倒角机价格低数控倒角机滚圆机多少钱，然而传感网节点周围环境振动频率一般低于100Hz，二者难以匹配实现高效发电，必须进行频率转换使高频发电装置更好适应低频振动环境。韩国光云大学的HalimMA等人本文有张家港市泰宇机械有限公司全自动倒角机采集网络整理，http://www.daojiaoj.com ［19］提出了频率转换宽频压电能量采集装置，如图1，低频驱动梁自由端固定长方体质量块，在其正下方适当垂直距离固定两根自由端无质量块的高频压电悬臂梁。装置受到外界振动激励时，质量块随低频驱动梁上下运动碰撞高频压电悬臂梁。外接最优阻抗180kΩ，施加0．4gn激励加速度，在低谐振频率13．5Hz下输出峰值功率247μW。装置可实现低/高频转换并拓宽采集频带8Hz。新加坡国立大学的LiuH等人［20］设计了如图2所示压电式MEMS微电源，高频压电悬臂梁和自由端固定质量块的低频压电悬臂梁对向分布固定于上、下硅基底，对其金属封装并上、下固定于中间设置垫片的PCB上。低频压电悬臂梁自由端质量块受环境振源激励，自由振动碰撞高频压电悬臂梁驱使其谐振变形。实验测试结果表明:外界施加0．6gn激励加速度，装置适应环境采集频带30～48Hz，输出最优功率34～100nW，满足低宽频振动环境工作要求。低频驱动梁高频压电悬臂梁图1低高频组合梁压电式发电装置低频压电悬臂梁垫片PCB板高频压电悬臂梁金属封装图2压电式MEMS微电源结构立陶宛考纳斯科技大学的DaukseviciusＲ等人［21］设计了多悬臂梁组合式频率转换能量采集装置发电装置-数控滚圆机张家港电动倒角机价格低数控倒角机滚圆机多少钱本文有张家港市泰宇机械有限公司全自动倒角机采集网络整理，http://www.daojiaoj.com