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Vibrational Energy Harvesting From Human Gait

机译：从人的步态收集振动能量

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Driven by the necessity to provide energy to wearable computing devices, the conversion of human movement into useful electrical energy has become a topic of extensive study. This paper presents a framework of calculating the maximal energy conversion from a resonant vibrational harvester during human gait. Acceleration measurements from both recreational and elite athletes are used to estimate power output for various gait speeds. Significant power density was found to occur at the harmonics of the gait cadence with the maximum power density occurring at twice the gait frequency. Though relatively large output power can occur at the first and second harmonics of the gait cadence, the resulting generator displacements are too large for practical use. Constraining the generator displacement to a root-mean-square magnitude of 25 mm provides approximately 28 mW of power for a 30-g device at optimal generator tuning conditions. As expected, the maximum power output increases with increasing electromechanical coupling and decreases with increasing damping.
机译：在为可穿戴计算设备提供能量的驱动下，人类运动向有用电能的转换已成为广泛研究的主题。本文提出了一个框架，用于计算人体步态期间共振振动收割机的最大能量转换。来自娱乐和精英运动员的加速度测量值被用于估计各种步态速度的功率输出。发现在步态节奏的谐波处出现了显着的功率密度，最大功率密度出现在步态频率的两倍处。尽管步态节奏的一次谐波和二次谐波会产生相对较大的输出功率，但实际产生的发电机位移太大。在最佳的发电机调整条件下，将发生器位移限制为25平方毫米的均方根值可为30 g的设备提供大约28毫瓦的功率。如预期的那样，最大功率输出随着机电耦合的增加而增加，而随着阻尼的增加而减小。

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