平面内の任意の方向の機械的エネルギーを集めるための電磁摩擦複合発電機
摩擦エネルギーハーベスタおよび電磁エネルギーハーベスタは、それらのそれぞれの材料の利点および出力特性のために、振動機械的エネルギー収集において広範囲の用途を有する。 しかし、人生の振動はランダムな無秩序と可変方向によって特徴付けられます。 ある方向の機械的エネルギーは、それが他の方向に振動するときに装置の効率を大幅に低下させるであろう。 したがって、複数の方向を効果的に集めることができる振動の機械的エネルギーを開発します。 エネルギーハーベスタは、自家発電システムを構築する上で重要です。
最近、北京大学情報科学技術大学マイクロナノエレクトロニクス研究所のZhang Haixia教授は、平面内のあらゆる方向の振動力学的エネルギーを集めることができる電磁摩擦複合エネルギーハーベスタを提案しました。 複合エナジーハーベスタは、スライダとしてばね式サスペンションマグネットを使用し、ＦＰＣＢプロセスを使用してフィルムタイプの摩擦発生器電極と８バルブ構造を有する電磁コイルとを製造する。自立構造。 したがって、発電機は、装置が任意の方向にスライドするときに電磁気信号出力と摩擦信号出力とを同時に生成することを可能にし、機械的エネルギーの利用効率を改善する。 加えて、ばねと磁石は、装置が１０Ｈｚの低周波数振動範囲にわたって電気信号出力を効果的に発生させることを可能にする面内共振システムを形成する。 電磁発電機の大きな出力電流と摩擦発電機の高い出力電圧のおかげで、このデバイスは結合充電条件下で200μs以内に20μFのコンデンサを7Vまで急速に充電することができます。 装置を人のふくらはぎまたは自転車の車輪に固定することによって、ハイブリッドエネルギーハーベスタは、自転車の運転または制動時に人体の機械的エネルギーを効果的に収集し、40個のLEDを点灯させることができます。ランニングライトや自転車のブレーキライト。 取得装置 さらに、4つの自立型構造の摩擦発電機の出力信号をさらに分析することによって、この装置は、環境モニタリング、正弦波またはパルス振動の方向を特定するためのアクティブ方向センサー、自動検出システムとしても使用できます。ヒューマンコンピュータインタラクションの分野での幅広いアプリケーションの見通し。
機械的エネルギーのランダムな不規則性と寿命の可変方向を目指して、平面内の任意の方向の機械的エネルギーを集めることができる電磁摩擦複合エネルギーハーベスターは、共振システムを形成するためにバネと磁石を使用することによって実現されます。 装置の共振は、合理的な構造設計によって実現されています。 周波数を下げると、低振動周波数でエネルギー変換が効果的に行われ、電磁毛髪電極の出力電流と摩擦発電機の高出力電圧とが合成されるため、装置の充電能力が大幅に向上する。 また、摩擦発電部の特殊電極構造設計により、8方向のパルス振動を認識することができるため、環境モニタリングを示す、自励振動方向センサとして使用することができます。センシングシステム、ヒューマンコンピュータインタラクション。 そのような分野で大きな応用の可能性。
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