Investigation of folded spring structures for vibration-based piezoelectric energy harvesting
Notice bibliographique
Résumé
This paper presents a fixed-fixed folded spring as an alternative elastic element for beam-based piezoelectric energy harvesting. In order to harvest energy from low frequency vibration in an optimal manner, the natural/operational frequencies of harvesters must be reduced to match low frequency input vibrations. Therefore, natural frequency reduction of vibration-based energy harvesters is critical to maximize output power at low operational frequency. The mechanical optimization of cantilever-based piezoelectric energy harvesters is limited by residual stress-based beam curling that produced through microfabrication adding additional mechanical stiffness to the system. The fixed-fixed folded spring structure presented in this paper allows for increased effective beam length and residual stress relaxation, without out of plane beam curling to further reducing the natural frequency. Multiple designs of folded spring energy harvesters are presented to demonstrate the effect of important design parameters. It is shown that the folded spring harvesters were capable of harvesting electricity at low natural frequencies, ranging from 45 Hz to 3667 Hz. Additionally, the harvesters were shown to be insensitive to microfabrication-based residual stress beam curling. The maximum power output achieved by the folded spring harvesters was 690.5 nW at 226.3 Hz for a single harvesting element of an array, with a PZT layer thickness of 0.24 μm. The work presented in this paper demonstrates that the fixed-fixed folded spring can be used as a viable structural element for low frequency piezoelectric energy harvesting to take advantage of ambient vibrations found in low frequency applications.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».