陈春明，袁天辰，陈立群,3,4

(1.上海大学 力学与工程科学学院，上海 200444；2.上海工程技术大学 城市轨道交通学院，上海 201620；3.上海大学 上海市应用数学和力学研究所，上海 200444；4.上海大学 上海市能源工程力学重点实验室，上海 200444)

在自然界中，大量能量因振动而耗散，从环境振动中采集能量越来越受到研究者们的关注。将振动能转换为电能的能量采集器主要有三种形式：电磁式[1-2]、压电式[3-4]和静电式[5]。由于环境中的振动频率通常很小，且往往覆盖较宽的频率范围[6]，因此，使能量采集器具有较大的采集带宽和较低的工作频率是研究的重点。

为了实现上述目的，研究者们提出了许多结构。一种最常见的思路是利用悬臂梁作为压电能量采集系统的主要部分[7-10]。Li等[11]提出了一种双稳态压电能量采集器，该系统由两个“悬臂梁-质量”子系统组成，并证明其可以在加速度为1g的简谐激励下产生0.35 μW的峰值输出功率，且能量采集带宽为14～28 Hz。Zhou等[12]分析了非对称三稳态能量采集器的动力学特征。通过将磁力引入到基于悬臂的压电能量收集器，Zhou等[13]提出了一种四稳态能量采集器，并证明它可以产生比双稳态能量采集器更高的输出电压。除了向系统中引入磁体和增加悬臂梁的数量外，一些研究者还通过改变传统的基于悬臂梁的压电式能量采集器的结构来扩大能量采集带宽。Harne等[14]使用了一个由两个相连的悬臂组成的L型结构，并分析了此系统的1∶2内共振。Deng等[15]设计了一种跷跷板式的结构，并表明它可以通过有效地克服能量采集系统中广泛存在的“势垒现象”来拓宽采集带宽。……