Design, modeling and experiments of a novel biaxial-pendulum vibration energy harvester

钟摆 振动 激发 能量收集 声学 电压 加速度 有限元法 能量(信号处理) 磁铁 物理 工程类 机械工程 结构工程 电气工程 经典力学 量子力学
作者
Hu Lou,Tao Wang,Shiqiang Zhu
出处
期刊:Energy [Elsevier]
卷期号:254: 124431-124431 被引量:44
标识
DOI:10.1016/j.energy.2022.124431
摘要

Pendulum-based vibration energy harvesting is a promising technology to supply energy for floating buoys and small ocean vehicles. However, the energy harvester with a uniaxial pendulum requires a specific direction of vibration excitation generated by wave. This paper develops a novel biaxial-pendulum vibration energy harvester, where a hemispherical pendulum can rotate around two axes simultaneously to adapt the direction of vibration excitation. Moreover, magnets and coils are distributed on the surfaces of the pendulum and the shell respectively to achieve a compact structure. The dynamics of the energy harvester are described based on Lagrangian approach. Electromagnetic analysis in three dimensions is carried out by using finite element method to obtain the spatial magnetic field distribution of the energy harvester. The relationship between the vibration excitation and the output voltage is modeled by taking dynamics and electromagnetic analysis into account together. A small-scale prototype of the proposed energy harvester is fabricated and tested through a six degree-of-freedom motion platform. It is found that the prototype can generate electricity with peak voltage and power of 14.25 V and 2.03 W when the excitation acceleration is 0.18 g. The analytical results and the experimental results are also in good agreement with each other.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
Owen应助yosh采纳,获得10
刚刚
leelmomimi发布了新的文献求助10
1秒前
Catalina_S发布了新的文献求助20
1秒前
睡睡完成签到,获得积分20
1秒前
2秒前
2秒前
大个应助笔墨留香采纳,获得10
3秒前
984295567发布了新的文献求助10
4秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
昕想事成完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
huaming发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
zhangxiao发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
Water完成签到,获得积分10
11秒前
小刘完成签到 ,获得积分10
11秒前
伊伊完成签到,获得积分10
12秒前
Sj泽发布了新的文献求助10
12秒前
14秒前
我笑着童年完成签到,获得积分10
14秒前
TeN_nnG完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
16秒前
漏漏漏发布了新的文献求助20
16秒前
善学以致用应助huaming采纳,获得10
16秒前
16秒前
CipherSage应助浮华采纳,获得10
17秒前
18秒前
赘婿应助sia采纳,获得30
18秒前
19秒前
大雁发布了新的文献求助10
20秒前
伍六七发布了新的文献求助20
20秒前
奈义武发布了新的文献求助10
21秒前
隐形的杨发布了新的文献求助10
21秒前
李佳发布了新的文献求助10
21秒前
NexusExplorer应助OGLE采纳,获得10
21秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
22秒前
脱壳金蝉发布了新的文献求助10
23秒前
高分求助中
(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
Theoretical modelling of unbonded flexible pipe cross-sections 2000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1581
Encyclopedia of Agriculture and Food Systems Third Edition 1500
Specialist Periodical Reports - Organometallic Chemistry Organometallic Chemistry: Volume 46 1000
Current Trends in Drug Discovery, Development and Delivery (CTD4-2022) 800
Minimizing the Effects of Phase Quantization Errors in an Electronically Scanned Array 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5532418
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4621121
关于积分的说明 14577059
捐赠科研通 4561034
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2499113
邀请新用户注册赠送积分活动 1479059
关于科研通互助平台的介绍 1450310