Investigation of various cantilever configurations for piezoelectric energy harvesting under rotational motion

能量收集 悬臂梁 绕固定轴旋转 转动能 压电 声学 能量(信号处理) 运动(物理) 材料科学 计算机科学 物理 航空航天工程 工程类 经典力学 量子力学
作者
Tien-liang Hsieh,S. A. Chen,Yi-Chung Shu
标识
DOI:10.1117/12.2515393
摘要

The article investigates various cantilever configurations for energy harvesting from rotational motion. A piezoelectric cantilever beam is mounted radially on a rotating body with different configurations. A harvester of type A (type B) refers to an outward (inward) configuration of beam with the direction of the transverse vibration perpendicular to the rotational axis. On the other hand, a rotary harvester of the type C is an outward beam with the transverse vibration in parallel to the rotational axis. A unified approach based on the Hamiltonian principle is employed and the methodology for deriving the formulations is based on the distributed parameter method. The result shows that both the type A and type C enjoy the feature of passive self-tuning of resonance. But the type C exhibits better ability in tuning than the type A. In addition, the type B shows significant harvested power at the cost of loss of tuning ability
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