赵屹昀，印桢民，周 炯，彭乐乐，罗文成，郑树彬

（1.上海工程技术大学 城市轨道交通学院，上海 201620；2.上海地铁维护保障有限公司车辆分公司，上海 200031；3.常州路航轨道交通科技有限公司，江苏 常州 213100）

无线传感器[1]可以为城市轨道车辆运行状态提供数据来源，有效保障列车的运营安全。近年来，通过采集环境能量实现无线传感器自发电的方法已成为一种趋势[2-3]。其中基于压电效应的振动俘能结构因能量密度高、结构简单等优点而受到广泛关注[4-5]。实现压电俘能结构的参数设计以达到能量转换最大化的关键在于将其固有频率与工作频率相匹配，提高压电俘能结构能量输出效率。

匹配压电俘能结构频率，一方面通可过优化俘能器的结构参数设计实现，如徐宏凤等[6]在振动能量收集器的固定端安装永磁体，通过磁力改变系统刚度，拓宽了装置的工作频率，实现能量转换最大化。张敏等[7]设计了一种阵列式压电悬臂梁俘能结构，通过安装多根参数不同的压电悬臂梁，实现了装置在多个工作频率段产生响应。刘少刚等[8]设计了分段式压电悬臂梁，通过引入碰撞使悬臂梁由线性振动改变为分段线性振动，拓宽了装置的俘能频带宽度。张伟等[9]设计了L型压电悬臂梁结构，该结构前两阶模态频率相近，可在低频处获得较宽的响应频段，从而提高能量转换效率。通过引入磁力或碰撞等方法增加了系统安装难度，使这种方法较难应用于轨道车辆处于冲击较大环境中的情况。……