A geared-pendulum-based electromagnetic energy harvester with dual one-way bearing and synchronous magnet arrangement for enhanced performance under ultra-low-frequency excitations

磁铁 浮标 功率(物理) 电气工程 声学 电压 能量(信号处理) 激发 能量收集 水下 有限元法 永磁同步发电机 方位(导航) 工程类 磁通量 动力传输 传感器 机械工程 传输(电信) 计算机科学 机械能 电磁学 电力传输 磁场 风力发电 能量转换 电磁辐射 电力 刚度 电磁场 电子工程 发电 电池(电) 物理 对偶(语法数字) 汽车工程
作者
Xiaoning Wang,Lihua Tang,Yawei Wang,Vladislav Sorokin,Zifan Li,Guobiao Hu,Kai Tao,Kean Chin Aw
出处
期刊:Smart Materials and Structures [IOP Publishing]
卷期号:35 (9): 095010-095010
标识
DOI:10.1088/1361-665x/ae9c7c
摘要

Abstract Battery replacement for hydrological monitoring sensors is often time-consuming and costly, particularly in remote or offshore environments. To address this challenge, this study proposes a high-performance geared-pendulum-based electromagnetic energy harvester (GP-EMEH) that can harvest wave energy to enable self-powered sensing. The proposed harvester features a dual one-way bearing (DOWB) a synchronous magnet arrangement (SMA). The DOWB in the GP-EMEH converts wave-induced motion into unidirectional rotation, thereby maintaining counter-rotation between magnets and coils. Meanwhile, the unique design of the SMA not only achieves non-contact magnetic locking transmission which eliminates the necessity of mechanical connection of two magnet layers, but also amplifies the rate of magnetic flux variation, enhancing the electrical output under low-frequency excitations. A simplified finite element analysis is conducted to validate the working principle of the energy generation module. The experiment of the GP-EMEH prototype further confirms the simulation results, demonstrating a positive correlation between open-circuit voltage and excitation frequency (0.8–1.6 Hz). At an excitation frequency of 1.6 Hz with a 60 mm amplitude, the GP-EMEH prototype delivers a maximum power output of 130 mW. To demonstrate its feasibility in practical application, the GP-EMEH is employed to power an integrated sensing system for temperature, humidity, and pH monitoring installed on a buoy in a water tank, successfully initiating three measurement cycles within 220 s. These results highlight the potential of the GP-EMEH as an efficient and practical solution for self-powered ocean monitoring.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
xing_xing的应助被Tictor采纳,获得20
1秒前
谢雷XIELei的应助被生动幼菱采纳,获得10
1秒前
2秒前
2秒前
2秒前
2秒前
2秒前
2秒前
2秒前
英俊的铭的应助被momo采纳,获得10
2秒前
早日出成果完成签到,获得积分10
3秒前
顾矜的应助被研友_LNoAMn采纳,获得20
5秒前
偶尔向上idiot完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
fn发布了新的文献求助10
6秒前
热心的血茗完成签到,获得积分10
6秒前
细心天德发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
阿然完成签到,获得积分10
8秒前
李爱国的应助被陈晓钱采纳,获得10
9秒前
Yudy发布了新的文献求助10
9秒前
Jasper的应助被M哦哦M采纳,获得10
11秒前
芒草lx发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
12秒前
12秒前
xb完成签到,获得积分20
13秒前
13秒前
科研通AI6.2的应助被TtQoQyy采纳,获得10
14秒前
小王完成签到,获得积分10
14秒前
zq完成签到 ,获得积分10
15秒前
zzzz发布了新的文献求助10
15秒前
超级椰椰芒芒完成签到 ,获得积分10
16秒前
17秒前
Akim的应助被ddiou采纳,获得10
17秒前
今后的应助被111采纳,获得10
17秒前
田小甜完成签到 ,获得积分10
17秒前
小二郎的应助被sssmm采纳,获得10
18秒前
18秒前
18秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
拉伸高分子熔体中缠结行为的模拟和小角中子散射研究 1080
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
Cellulose and Cellulose Derivatives: Synthesis, Modification and Applications 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8143508
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9542931
关于积分的说明 21654782
捐赠科研通 7728876
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3422053
关于科研通互助平台的介绍 2547404
邀请新用户注册赠送积分活动 2464899