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2D メカニカルメタマテリアル構造を用いた振動発電デバイスの開発

机译:利用二维机械超材料结构开发振动发电装置

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摘要

ワイヤレスセンサネットワーク(WSNs)は膨大な量のセ ンサノードから構成され、センサの電源には環境発電デバ イスの使用が期待されている(1)。特に、発電効率が良いとさ れる圧電振動発電では、これまで多くのカンチレバー型発 電デバイスが提案されてきた(2)。家庭用機器や人体運動など の日常的な振動源は主に30 Hz未満の振動を生じさせるた め、発電効率が共振周波数と密接に関係する振動発電デバ イスでは、共振周波数を低減させる努力が成されてきた。し かし、小型振動発電デバイスでは、低周波数帯での共振が困 難であり高い発電効率得られていない。そこで、本研究で は、材料固有物性を超える力学特性を生じる力学的メタマ テリアノレ構造(3)に着目し、弾性層に柔軟構造を組み込む新た な手法でデバイスの柔軟化を図り、デバイスの高発電効率rnィkと"低低!周波;数数化:を日!的と""すス
机译:无线传感器网络(WSN)由大量的传感器节点组成,并且有望将能量收集设备用作传感器的电源[1]。尤其是,对于据说具有良好发电效率的压电振动发电,迄今为止已经提出了许多悬臂式发电设备[2]。由于诸如家用电器和人体运动之类的日常振动源主要产生小于30Hz的振动,因此正在努力降低振动发电装置中的共振频率,其中发电效率与共振频率密切相关。已取得。但是,在小型的振动发电装置中,难以在低频带进行共振,无法获得较高的发电效率。因此,在本研究中,我们专注于产生超过材料物理性能的机械性能的机械超材料结构(3),并且我们通过一种在弹性层中加入柔性结构的新方法使设备具有柔性,从而实现了设备的高发电量。效率r n k和“低低频!频率;数字:天!”

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