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机械设计与研究2025年第03期:收集波浪能的偏心启动摩擦纳米发电机设计及动力学分析

来源:期刊VIP网 时间:


作者:杜雯奇;毛盛嵘;刘邵扬;张瀚文;张岚;鞠明;

单位:哈尔滨工程大学机电工程学院;珠海澳大科技研究院;

摘要:波浪能具有储量丰富、分布广泛的特点,是可直接高效开发利用的可再生能源之一。摩擦纳米发电机作为新兴的研究热点,为收集低频海洋波浪能提供了新方法,具有广阔的应用前景。为优化波浪能摩擦纳米发电机结构,提出了一种收集波浪能的偏心启动摩擦纳米发电机,外部由方形浮体与尾鳍构成,内部设计外圆弧齿条和偏心齿轮机构,通过偏心结构的设计,可以使摩擦纳米发电机在小角度下启动,可收集单方向、低频、小波高波浪能,实现电量输出。将其运动机构简化为单自由度含离心力双侧碰撞系统,建立动力学模型,分析结构参数和激振参数对启动和运动特性的影响。通过实验,得到了单组样机在不同角度和频率下的发电情况。研究工作对于收集波浪能的摩擦纳米发电机的设计分析和应用具有一定参考意义。

关键词:摩擦纳米发电机;;偏心启动;;波浪能;;动力学

基金资助:国家级大学生创新创业训练计划(202310217009);; 中国博士后科学基金(2023M734086)