采煤机摇臂振动能量收集结构的优化研究

摘要

采煤机摇臂产生的振动能可通过能量收集技术转化为电能为无线传感器节点供电,但目前普通的压电发电装置固有频率高,输出电功率低。为提高采煤机摇臂振动能量收集效率,对典型悬臂梁压电发电装置建模分析,找到影响输出电压及功率的参数,设计出多层排列型压电结构,并利用COMSOL软件仿真验证。结果表明改变悬臂梁长度及质量可降低固有频率,且设计的压电发电装置在625Hz以下频率范围内的谐振点数增加为4个,在相同外界条件下对比典型压电发电装置的输出电压和输出功率分别增加了65%和172.4%。