本技术涉及一种创新的复合型膜片式气压能量转换器,旨在能量收集领域提供高效解决方案。该装置包括安装于底座的膜片气缸和对称布置的两个转动增速模块,以及摆杆组件,共同实现气压能量的有效转换。
背景技术
随着无线通信技术的快速发展,信息化技术也得到了显著提升,这极大地推动了无线传感器网络在气动技术领域的广泛应用。然而,在实际的工程应用场景中,无线传感器网络仍然面临一些技术挑战。特别是,系统中无线化的能量供应问题仍处于研究阶段。因此,探索如何高效地收集低功耗元器件所处环境中的各种能量,开发出体积小、能量密度高、可持续供电的微能源装置以应对传统有线电缆供电的布线繁琐复杂、可移动性差和电池的有限寿命迫在眉睫。
许多新技术正在兴起,可以收集环境周围中分散的机械能,作为可持续自给自足的能源。在这些技术中,压电纳米发电机和摩擦纳米发电机因其具有能量转换效率高、低频适应能力强、易于集成等特点得到了广泛的研究和发展,已经用于风力、波浪、振动等能量的收集和利用。压电纳米发电机是利用压电材料的正压电效应,将压电材料的内应力转化为电荷传递,适应于振动能量的收集。摩擦纳米发电机是基于麦克斯位移电流,通过接触起电和静电感应的耦合效应将机械能转化为电能。
尽管有上述优点,但单一的能量转换方式收集的电能仍然很低无法满足许多应用需求。多种发电原理复合发电是一种很好的选择,但复合发电俘能器通常空间体积较大,结构难以小型化,且不便于阵列使用。此外,在气动系统中接入俘能器后,不能影响气动系统的正常工作,因此,应尽量减小俘能器的耗气量,流场空间和俘能器的容腔容积不宜过大。
实现思路