一种多方向的压电-电磁振动能量收集器

来源：振动与冲击杂志2025年第19期北京时间：

作者：刘俊杰，宋芳songfang005，章伟，史晓帆

单位：1. 上海工程技术大学机械与汽车工程学院， 上海201620；2. 上海工程技术大学工程训练中心(创新创业学院)， 上海201620

摘要：为了提高能量收集器的工作效率和环境适应性，本文提出了一种可多方向进行收集的压电-电磁复合式能量收集器。首先对该收集器进行了模型设计，建立了理想条件下的参数模型并推导出功率输出表达式，然后优化了收集器的实物模型，搭建了实验平台，探究收集器在低频激振下的输出特性，最后接入能量管理电路，得到稳压整流后的实际输出。实验结果表明，压电部分两压电片串联后的功率最大值为7.31mW，在0~90°的倾斜角度范围内，直角梁结构的多方向收集性能显著优于传统单悬臂梁结构；电磁部分瓦型磁铁结构的最大功率为3.52mW，是立方体磁铁结构的2.4倍；收集器经能量收集模块整流稳压后的电压可达到2.8V，验证了该收集器的合理性和可行性。<br>

关键词：振动能量收集；压电电磁复合式；多方向收集；低频