基于耦合组件结构与双稳态的 MEMS 级振动能量采集器
仪器与探测器
2018-05-15 v1
摘要
由于位于偏远地区的传感设备对电力的需求快速增长，科学家已将注意力转向振动能量采集，以作为电池的替代方案。经过二十余年的微尺度振动能量采集研究，在压电发电结构的动态行为中利用机械非线性已被认为是应对常见应用环境中混沌、低频振动源所带来挑战的有前景的解决方案之一。本研究探讨了一种基于耦合组件结构与双稳态的独特 MEMS 级非线性振动能量采集器的设计与性能。器件内的耦合组件由一根粘贴压电层的主屈曲梁、一根扭转杆以及两根端部带集中质量的悬臂臂组成。这些臂通过扭转杆连接到主梁，并设计用于在受到足够振动载荷时帮助主梁在其屈曲稳态之间发生突跳。我们将讨论该器件的制备，包括使用在交变功率场下的等离子增强化学气相沉积（PECVD）沉积氮化硅以控制主屈曲梁内的压应力发展。完成制备工艺后，下一步将在多种振动载荷条件下测试该器件，以评估其作为振动能量采集器的潜在用途。
引用
@article{arxiv.1805.04593,
title = {A MEMS-scale vibration energy harvester based on coupled component structure and bi-stable states},
author = {Masoud Derakhshani and Brian E. Allgeier and Thomas A. Berfield},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.04593},
year = {2018}
}
备注
This paper is accepted in 2018 Annual Conference of Society for Experimental Mechanics (SEM)