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预测模型揭示了能量收割机装置的功能

能够将微妙的机械振动转换成电能的能量收集装置可用于电动无线传感器和致动器。

由Torie Wells. 2020年10月29日
renselaer理工学院的工程师为这种设备开发了一种预测模型,这将允许研究人员更好地理解和优化其功能。礼貌:Rensselaer Polytechnic Institute(RPI)

能够将微妙的机械振动转换成电能的能量收集装置可用于电源,用于在智能环境中从温度和占用监测的任何内容中使用的无线传感器和致动器,以在人体内的生物溶解。

工程师君瑞工业研究所为这样的设备开发了一种预测模型,这将允许研究人员更好地理解和优化其功能。

“迟早,这些收割机将取代电池,减少相关的环境危险废物和维护成本,”Rensselaer教授Diana-Andra Borca-Tasciuc说,renselaer教授领导了这项研究工作。

她加入了一位机械,航空航天和核电工程教授John Tichy,以及设计了该模型的机械工程研究生Jinglun Li。

这项最近的工作在2016年在Microomechics和Microbineering杂志上发表的研究中,该团队在实验室和振动HVAC管道上创建并测试了由硅制成的能量收集装置。该装置能够将机械能转化为电力,如希望,但当时,该团队无法完全解释其实验结果,这些结果超出了预期。这一新模型回答了这些问题,并将允许研究人员优化该设备以产生更多电量。

Borca-Tasciuc说,一个关键的发现是,当Li意识到设备的部位在机械冲击后变形 - 这是由振动引发的。然后,Li使用一系列方程式创建了一种预测模型,该方程式通过将其质量与一系列弹簧的运动进行耦合来建立其质量来表示设备的动态。这些运动方程对于确定振动运动如何转化为电压至关重要。据此本文,模型所示的预测与先前聚集在一起的实验结果一致。

“这款模特为参数研究奠定了坚实的基础,并有助于通过设计优化推动输出功率的界限,”李说。“我们集团开发的高功率器件以及其准确的分析模型,是能源收集的进步,并在不久的将来在微观尺寸下实现基于硅的自主绿色电源。”


Torie Wells.
作者生物:Torie Wells,Rensselaer Polytechnic Institute(RPI)