文档介绍：北京交通大学
硕士学位论文
压电悬臂梁发电装置的研究
姓名:王晓宇
申请学位级别:硕士
专业:机械电子工程
指导教师:齐红元
20090601
中文摘要近十几年来,由于科学技术特别是微加工制造技术的进步,使得一些电子器件的体积越来越小,功耗也越来越少,从而使采用一些微型非常规发电装置来供电的想法得以成为现实。使用这类发电装置对微型电子器件进行供电,可以避免频繁更换电池的麻烦,减少废弃电池对环境的污染,并可以最大化的开发微型电子器件的潜在优势,实现短距离甚至长距离的无电池无外接电源供电,能够更加灵活的适应实际工作环境的需求。目前,科研领域中对微型非常规发电装置的研究主要集中在以下几个方面:太阳能式以及振动能式等。其中,对振动能微型非常规发电装置的研究主要趋于三个方向:压电式、静电式和电磁式。本文主要对压电式非常规发电装置进行了研究,具体工作如下:以悬臂梁结构形式的压电式发电装置为对象,根据压电材料的逆压电效应原理,分析压电悬臂梁吸收振动能与其发电能之间的相互转换机理,建立压电悬臂梁发电的理论模型,进而完成模型参数与结构谐振频率之间的参数分析,同时采用序列二次规划呕椒ǎ苑⒌缒芰ξD勘旰柚砑喑蹋迪盅电悬臂梁结构优化与仿真分析。其次,在理论分析的基础上,设计与搭建振动发电试验台;通过疍数据采集的软件编程与硬件选择,建立试验台的测试系统。此外,以具体设计的沟缧哿菏约J笛榉⒌缡纠笛榻峁砻鳎菏笛数据与理论模型分析具有较好的一致性。最后,为了提高发电能力,以满足一些微型器件对功耗的要求,根据实验压电悬臂梁发电特点,提出微型压电悬臂梁阵列发电装置模型的设计方法。关键词:压电;悬臂梁;发电装置;氧化锌压电材料;分类号:
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签字日期:甓嘣拢独创性声明北京交通大学硕十学位论文本人声明所旱交的学位论文是本人在导师指导。卜进行的研究鹤骱腿〉玫难芯砍晒了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得北京交通大学或其他教育机构的学位或证书而使月牟牧稀S胛乙煌海畆:作的同志对本研究所做的任何贡献均已住论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名:
签字嗍辍槿/脚年学位论文版权使用授权书月,本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通人学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,提供阅览服务,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供奇阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。学位论文作者签名:签字日期:
致谢谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢两年来在实验室工作及撰写论文期间,关怡多等同学对我论文中的数据采集研究工本论文的工作是在我的导师齐红元教授的悉心指导下完成的,齐红元教授严齐红元老师对我的关心和指导。邱成教授对我的实验室科研工作提供了指导,极大的加快了我的科研进程,在此特别感谢邱老师。杨江天教授对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见,在此表示衷心的感谢。作给予了热情帮助,在此向他们表达我的感激之情。另外也感谢家人,他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。
第一章绪论弟一早珀年苹果手机、任天堂蜗坊鸨垡欢群涠缱右到纾其中,铀俣却ǜ衅鞴Σ豢擅唬吹娜率褂锰逖橐约岸捞厝嘶互方式不仅造就了产品本身的巨大成功,更是给日趋同质化的电子整机市场带来不仅在手机和游戏机领域,伴随着技术的不断成熟以及应用领域的不断拓展,产品也广泛地应用于喷墨打印头、投影仪、笔记本等计算机类产品、手机等通讯产品以及疢、游戏机等消费电子产品中,中国以超过全球%的投影仪产量、超过%的喷墨打印机及打印头产量、超过%的手机产量、超过%的游戏机产量、超过%的疢产量以及超过%的笔记本产量强有力的拉动了喷墨打印头、⒕嫡罅小⒓铀俣燃埔约肮杪罂朔绲萂的消费,它们在相关领域的应用总量占据我国整体市场%以上份额。此外,在我国汽车电子产业迅速发展的推动下,我国汽车电子领域市场份额可以预见,随着产品研发及规模化生产技术的不断提高,未来新型产品将会不断涌现,新型平板显示产品、振荡器、开关、存储器、电池等产品将快速实现大规模商业化应用而广泛取代传统产品;此外,陀螺仪在数码相机图像稳定、汽车盲区导航中的新型应用、加速度计及压力计在各种医疗电子设备中的进一步普及、显示器件与微型投影仪的结合,以及还将出现的各种富有创意和商业价值的新型应用,都将成为未来市场继续繁荣的保障。不断涌现的新产品和新应用将使得未来市场发展将更具活力、更加多样,市场规模将进一步扩大。应用于消费电子、手机、计算机等中的加速度计、硅麦克风等产品由于产品附加值较低,市场抗风险能力较弱,因而受整机如