振动能量俘获专题序
2021-12-28周生喜秦卫阳
力学学报 2021年11期
周生喜 陶 凯 秦卫阳
* (西北工业大学航空学院,西安 710129)
† (西北工业大学机电学院,西安 710129)
** (西北工业大学力学与土木建筑学院,西安 710129)
近年来,随着微机电系统、智能感知、片上系统和边缘计算等信息技术的快速发展,物联网、体域网、车联网、可穿戴电子设备等技术已广泛应用在智能制造、精准农业、现代生物医疗、生态环境监测、军事装备、智慧城市和交通等领域,并将在未来人工智能时代发挥重要的作用.这些智能网络由大量静止或移动的无线传感节点构成,它们可以实现物理信息感知、处理、存储和数据传输的功能.随着无线传感节点向着智能化和多元信息融合化发展,电能需求急剧增加,需要频繁地更换电池.然而,随着智能网的规模不断扩大和性能持续提升,无线传感节点的数量急剧增加,布置的区域和环境也更加广泛和恶劣,使得无线传感节点更换电池变得极为困难.因此,使用传统传感器的电池供电方式已成为制约智能网快速发展的重要因素之一.
为解决无线传感节点的供电问题,振动能量俘获技术应运而生.振动能量俘获(英文为vibration energy harvesting,中文也可翻译为振动能量收集/采集/捕获等)是指通过能量转换器件(压电材料、磁性、静电材料等)将环境或者宿主结构中的部分振动能量转换为可用能量(通常是电能)的过程,不仅能减弱宿主结构的有害振动,还可为低功耗微机电设备和无线传感器供电,以期进一步实现物联网的自……
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