文档介绍
| 目前的一些无线传感网络的节点大都利用电池供电。但是,电池的使用不仅会对大自然环境造成伤害,电池的更换也给用户的使用带来了不便。所以基于环境能量采集技术给自治型无线节点供电受到普遍的关注。论文主要针对多方向振动能量采集中换能结构的相关问题进行研究。现有的振动能量采集结构存在着电能转换效率不高,结构寿命短等缺点。针对这些缺点,本文提出一种褶皱型复合式压电换能结构。本文主要设计和研究由褶皱型复合式压电换能结构和质量块组成的换能器。对褶皱型压电换能结构的的理论模型进行了推导,并且利用ANSYS有限元分析软件对其进行了仿真分析,利用仿真分析的结果验证理论模型。通过对一些结构的特性进行分析,对结构的不足提出了改进的方法。利用ISIGHT集成优化软件对理论推导出的理论模型进行优化设计,优化出的模型的参数利用AUTOCAD软件制图,进行加工。加工出具体的原理样件,再进行实验验证。实验部分分三步,第一步对其进行空载实验,第二步进行幅频特性实验,第三步进行负载特性实验。得到换能器系统的固有频率和幅频特性曲线以及负载特性曲线。研究结果表明,褶皱型压电换能结构可以提高结构的换能效率。另一方面,对结构的加固设计也可以提高结构的使用寿命。 |
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机械设计
