预测模型揭示了有前途的能量收集器设备的功能

可以将细微的机械振动转换为电能的小型能量采集设备可用于为无线传感器和执行器供电，以用于从智能环境中的温度和占用率监视到人体内部的生物传感等任何事物。

在最近发表在《微机械与微工程杂志》上的在线研究中，伦斯勒理工学院的工程师开发了这种设备的预测模型，这将使研究人员能够更好地理解和优化其功能。

伦斯勒的机械，航空航天和核工程学教授戴安娜·安德拉·博卡·塔西科克(Diana-Andra Borca-Tasciuc)领导了这项研究工作，他说：“这些收割机迟早会更换电池，从而减少相关的环境有害废物和维护成本。”

她与伦斯勒(Rensselaer)的机械，航空与核工程教授John Tichy和设计模型的机械工程研究生Li Jinglun Li一起参加了会议。

这项最新的工作是基于Borca-Tasciuc的实验室在2016年发表在《微机械与微工程杂志》上的研究。当时，该团队在实验室和振动的HVAC管道上创建并测试了一种由硅制成的能量收集装置。如所希望的那样，该设备能够将机械能转化为电能，但当时，该团队无法完全解释其超出预期的实验结果。这个新模型回答了这些问题，并将使研究人员能够优化设备以产生更多的功率。

Borca-Tasciuc说，一个关键的发现是当Li意识到设备的某些部分在受到机械冲击(由振动触发)后变形的时候。Li然后使用一系列方程式创建了一个预测模型，该方程式通过对设备的质量和一系列弹簧的运动进行建模来表示设备的动态。这些运动方程式对于确定振动运动如何转换成电压至关重要。根据本文，模型显示的预测与团队先前收集的实验结果一致。

他说：“该模型为参数研究奠定了坚实的基础，并有助于通过设计优化来突破输出功率的界限。” “我们小组开发的大功率设备及其精确的分析模型，是能量收集的一项进步，并将在不久的将来实现基于硅的自主绿色电源的微型化。”

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