第20卷
第5期
2012年5月
文章编号
1004924X(2012)05-1002-02
光学精密工程
Optics and Precision Engineering
Vol.20
No, 5 May.2012
基于流固耦合作用的压电液压振动俘能器
李征"，万杰1，阈君武1,2·，王淑云3，杨志刚1，程光明2
（1.吉林大学机械科学与工程学院，吉林长春130022； 2.浙江师范大学精密机械研究所，浙江金华321004； 3.浙江师范大学数理与信息工程学院，江金华321004）
摘要：提出一种基于流固耦合作用的压电液压振动俘能器来实现低频、高强度振动能量回收。介绍了浮能器的系统构成缸/压电振子的结构性能参数、流体容积/特性以及系统背压（蓄能器预置压力)等多种要素共同决定的，仅当各要素配置合理时才能实现压电液压俘能器的预期功能，采用外径为60mm、厚度为0.9mm的双晶压电振子及外径为16cm，长度为100cm液压缸制作了试验样机，并以水为工作介质进行了不同频率/背压/激报器报幅条件下的试验测试。试验结果表明，存在最佳工作频率(8Hz)使压电液压俘能器输出电压最大，且输出电压随系统背压及液压缸振幅的增加而增
加。其它条件不变时，0.4MPa背压下的输出电压是背压0.2MPa时的1.65倍。关键调：压电-液压；俘能器；流围揭合，振动能量；能量四收
中图分类号：TN384
文献标识码：A
doi;10.3788/OPE.20122005.1002
Piezo-hydraulicenergyharvesterbasedon
solid-fluid couplingvibration
LIZheng',WAN Jie',KAN Jun-wu'-·,WANG Shu-yun",
YANG Zhi-gang', CHENG Guang-ming
(1.College of Mechanical Science and Engineering,Jilin University,Changchun 130022, China;
2.Instituteof PrecisionMachinery,ZhejiangNormalUniversity,Jinhua321004,China 3.College of Mathematics Physics and Information Engineering,Zhejiang Normal University
Jinhua 321004,China)
Correspondingauthor，E-mail:jutkjw@yahoo.com.cn
Abstract: A Piezo-hydraulic Energy Harvester (PHEH) was presented based on solid-fluid coupling vibration to harvest low-frequency and high-level vibration energy, and its structure as well as work ing principle were introduced. With an established energy-conversion model, the influence factors on the piezo-hydraulic harvester were analyzed, The theoretic results show that the output performance of the PHEH depends on the vibration frequency/level, the structure and size of piezodisc/cylinder, liquid volume/performance, and system backpressure. The desired performance can not be achieved unless the above parameters are matched well. By a piezodisc with a diameter of 6o mm and a thick-
收稿日期：2011-12-12；修订日期：2012-02-14
基金项目：国家自然科学基金资助项目（No,51075371，51175478)；渐江省自然科学基金资助项目（No.Y4110315，
Y1110529)