第61卷第3期Vol.61No.32023年3月March2023农业装备与车辆工程AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERINGdoi:10.3969/j.issn.1673-3142.2023.03.015二次碰撞升频压电振动能采集器研究姜瑀1，宋芳1，熊玉仲1,2（1.201620上海市上海工程技术大学机械与汽车工程学院；2.201199上海市上海艾为电子技术股份有限公司）[摘要]压电振动能量采集器可以通过压电效应收集环境中的振动能，但现实中环境振动频带较窄，使采集器在低频表现很差。鉴于此，在传统一次碰撞升频采集器的基础上设计了二次碰撞升频采集器，以达到提高低频能量采集效率的目的。建立了物理模型，在原理上证明方法的可行性；分别设计了二次碰撞升频和一次碰撞升频压电振动能采集器实验。对比分析发现，二次碰撞升频扩宽了收集频带46.2%，但相应的电压幅值小幅下降，低频环境下表现优秀但高频表现变差。最后探究了附加尖端质量的影响。试验结果表明，采集器的1阶共振频率、最大输出电压均随着其增大而减小，1阶共振频率与尖端质量呈现近似线性相关。[关键词]能量采集；二次碰撞升频；升频转换；超低频振动；压电悬臂梁；微系统[中图分类号]TN712+.5[文献标志码]A[文章编号]1673-3142(2023)03-0070-05引用格式：姜瑀,宋芳,熊玉仲.二次碰撞升频压电振动能采集器研究[J].农业装备与车辆工程,2023,61(3):70-74.ResearchonasecondarycollisionupliftpiezoelectricvibrationenergyharvesterJIANGYu1,SONGFang1,XIONGYuzhong1,2(1.SchoolofMechanicalandAutomotiveEngineering,ShanghaiUniversityofEngineeringScience,Shanghai201620,China;2.ShanghaiAwinicTechnologyCo.,Ltd.,Shanghai201199,China)[Abstract]Piezoelectricvibrationenergyharvesterscancollectvibrationenergyintheenvironmentthroughthepiezoelectriceffect,butinreality,duetothenarrowenvironmentalvibrationfrequencyband,theharvesterperformspoorlyatlowfrequencies.Asecondarycollisionup-frequencycollectorisdesignedonthebasisofthetraditionalprimarycollisionup-frequencycollectortoachievethepurposeofimprovingtheefficiencyoflow-frequencyenergycollection.Tothisend,firstly,aphysicalmodelwasestablishedtoprovethefeasibilityofthemethodinprinciple;secondly,thepiezoelectricvibrationenergycollectorexperimentsforthesecondarycollisionup-frequencyandtheprimarycollisionup-frequencyweredesignedresp...
