A finger-snapping inspired bistable mechanism for converting low-frequency vibrations to high-speed rotation

双稳态 机制(生物学) 振动 旋转(数学) 声学 转子(电动) 转速 梁(结构) 物理 控制理论(社会学) 工程类 机械工程 计算机科学 光电子学 光学 量子力学 人工智能 控制(管理)
作者
Qinxue Tan,Rongchun Li,Xiaoyu Ma,Hongyuan Zhao,Shizhong Zhao,Kangqi Fan,Chao Zhang,Zhaofei Zhu
出处
期刊:Smart Materials and Structures [IOP Publishing]
卷期号:32 (7): 07LT01-07LT01 被引量:1
标识
DOI:10.1088/1361-665x/acdba1
摘要

Abstract Low-frequency vibrations can be exploited to drive a series of rotation-based devices (e.g. miniaturized centrifuges and energy harvesters), but their practical applications are hindered by the low rotation speeds of vibration-to-rotation conversion mechanisms. To address this issue, we report herein a finger-snapping inspired bistable mechanism that can achieve high-speed rotation out of low-frequency vibrations (<5 Hz). The proposed bistable mechanism consists of two sprung-cranks, a proof mass attached with a curved beam, and a pawl, in which the bistability is owed to the coupling of the potential energy of the springs with that of the deformed beam. Both theoretical simulations and experimental tests have been done to show the feasibility of the bistable mechanism. When triggered by vibrations with frequencies varying from 3.2 Hz to 4.5 Hz, the bistable mechanism can drive a rotor to rotate uni-directionally with high speeds ranging from 900 rpm to 1300 rpm. At a low vibration frequency of 3.2 Hz, around 290% increase in the rotation speed can be achieved by the bistable mechanism as compared with the corresponding linear mechanism (rack-and-pinion mechanism). The finger-snapping inspired bistable mechanism is thus a promising candidate in the tapping of ambient low-frequency vibrations as a green energy source for some mechatronic devices.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Xixicccccccc完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
hhy完成签到,获得积分10
3秒前
打打应助端庄的寄凡采纳,获得10
3秒前
冷酷紫蓝发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
3秒前
就好完成签到,获得积分10
4秒前
orixero应助冰冰大王采纳,获得10
4秒前
4秒前
hui发布了新的文献求助10
5秒前
Orange应助可耐的善斓采纳,获得10
5秒前
5秒前
情怀应助yuaasusanaann采纳,获得30
6秒前
明理吐司发布了新的文献求助10
7秒前
弹弹弹发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
YOU发布了新的文献求助10
8秒前
taikoyu完成签到 ,获得积分10
9秒前
wanci应助实验一定顺采纳,获得30
10秒前
zz完成签到,获得积分20
10秒前
李莹莹发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
123456发布了新的文献求助10
12秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
12秒前
fan完成签到,获得积分10
12秒前
听雨完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
鱼大大发布了新的文献求助10
13秒前
Sober完成签到 ,获得积分10
13秒前
15秒前
15秒前
16秒前
失眠的血茗完成签到,获得积分10
17秒前
bai发布了新的文献求助10
17秒前
跳跳发布了新的文献求助20
17秒前
18秒前
18秒前
ling完成签到,获得积分20
19秒前
19秒前
高分求助中
2025-2031全球及中国金刚石触媒粉行业研究及十五五规划分析报告 12000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Cambridge History of China: Volume 4, Sui and T'ang China, 589–906 AD, Part Two 1000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1000
Russian Foreign Policy: Change and Continuity 800
Qualitative Data Analysis with NVivo By Jenine Beekhuyzen, Pat Bazeley · 2024 800
Translanguaging in Action in English-Medium Classrooms: A Resource Book for Teachers 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5695131
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5100385
关于积分的说明 15215391
捐赠科研通 4851561
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2602454
邀请新用户注册赠送积分活动 1554227
关于科研通互助平台的介绍 1512186