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随着大规模低功耗集成电路的设计改进，使微型传感器及低功耗的数字信号处理器的功耗控制在1mW以下得以实现。因此，收集环境中的能量或人力发电为微型传感器提供电能已成为自供能技术的必然趋势。根据能量转换机理的不同，振动-电能的转换方法可分为电磁式、静电式和压电式。其中，压电发电是利用压电陶瓷的正压电效应来实现机械能向电能的转换，压电发电装置通过特殊的压电材料将环境中振动的能量收集起来，并将其转换成可替代电池为微电子产品供电的电能。压电发电装置具有较高的能量密度，无需外部供电，无电磁干扰，寿命几乎无限及易实现机构的微小化和集成化等优点，近年来得到了人们更多的关注。
王光庆提出了一种利用压电叠堆进行机电能量转换的压电发电装置，并建立了该压电发电装置的机电耦合分析模型，基于该模型研究了压电叠堆结构尺寸、材料参数、外力激振频率和幅值、系统惯性质量及弹簧刚度等对装置发电性能的影响规律。华盛顿州立大学研制出一种高能量密度微动力源-P3微热力发动机，其中的关键部分是薄膜式压电发电机。该装置基于动态热力发动机原理设计研制，微热力发动机通过外部热源驱动，将热能从外部导入到发动机内，然后，通过二相工作溶液的膨胀和收缩，进而使热能被转化为机械能，最后，机械能通过压电薄膜发电机转化为电能。袁江波等基于单悬臂梁压电振子，对环境振动频率敏感且频带有限，在谐振频率与环境振动频率不匹配的情况下，会导致压电振子俘能效率低的问题，设计了一种复合型悬臂梁压电振子并建立了其振动模型，还采用了激光测振仪对复合型悬臂梁压电振子进行扫频测试。
杭州那泰有限元分析公司针对目前的悬臂梁压电发电装置的局限性，提出了一种工形压电发电装置，并基于ANSYS有限元软件建立了工形构件有限元分析模型，并对工形构件进行了静力、模态分析，压电耦合分析及参数化研究，可用于预测结构的固有频率、振型、发电性能并提供最优化结构设计。
工形压电发电装置采用工形钣金结构及底座、质量块结构，包括底座、工形钣金、质量块和压电片，工形钣金的每个转角折弯处粘有压电陶瓷片。工形钣金的底端与底座焊接在一起，顶端则通过螺栓与质量块相连。其中，质量块边上两孔刚好穿过底座两边的2个立柱，质量块可在立柱上无摩擦滑动。
对于结构示意图所示的工形压电发电装置，当装置的底座固定且与工形钣金连接的质量块上、下振动时，质量块的质量和振动惯性力对工形钣金施加竖直方向的压力，从而使工形钣金发生形变，带动粘贴在工形钣金折弯处的压电片变形，进而压电发电。该结构改进了传统的悬臂梁压电振子仅只有在固定端处应变较大，其他地方应变较小，难以粘贴压电片发电的缺陷。将一块长板进行多次折弯，形成一个工形钣金压电发电结构，这样每个折弯的地方就相当于原来压电振子的固定端，会产生较大的应变，从而可在每个折弯转角处粘贴压电片，使单位体积内发电量大，更高效地收集环境中的振动能量，与传统悬臂梁压电发电装置相比，具有明显的优势和创新。
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