简介：

近期，课题组成员赵立在期刊《Thin-Walled Structures》上发表文章“Diminishing potential well barrier in bi-stable energy harvesters by introducing symmetric stiffness”，提出了一种由一个主梁和两个对称侧梁组成的三自由度单稳态能量收集器。该结构通过引入对称刚度以降低双稳态能量收集器中的势阱壁垒。

文章摘要：

为降低双稳态能量收集器中势阱壁垒的潜在障碍，本文提出了一种由一个主梁和两个通过磁场耦合的对称侧梁组成的三自由度单稳态能量收集器。文章首次介绍了对称刚度的概念，以减少主梁的势阱壁垒，防止其阻碍主梁的振动。由于侧梁的引入，系统可以集成更多的发电单元，而不仅仅是附着在主梁上的压电单元。基于哈密顿原理和伽辽金方法，构建了分布式参数模型和机电耦合方程。根据所开发的模型，比较了传统双稳态能量收集器（BEH）和所提出的能量收集器的静态和动态机械特性。与BEH相比，所提出的结构具有更低的静态势能和更大的动态响应。设计了一个实验原型，并通过频率扫描实验验证了建立的模型的准确性。研究了激励加速度、横向和纵向磁隙对三个发电单元（PGUs）开路电压的影响。同时，进行了阻抗匹配实验。在横向间隙为20毫米、纵向间隙为0毫米的条件下，三个PGUs的输出功率分别为6.7mW、2.0mW和51.8mW。最后，三个PGUs分别给四种类型的电容器充电，而五个PGUs则并联起来在不同的横向间隙下给这四种类型的电容器充电。本文提供了一种新的方法，以提高低强度激励条件下能量收集器振动能量收集的效率。

Fig. 1. Schematics of the TMHEH.