Pour améliorer le rendement de conversion d'énergie des générateurs piézoélectriques à degré de liberté unique et élargir la direction de travail de ces derniers, nous avons conçu un nouveau générateur piézoélectrique tridimensionnel en combinant le mécanisme de conversion d'énergie piézoélectrique, les principes des générateurs piézoélectriques à degré de liberté multiple et les principes de structure d'amplification de force. Ce générateur est composé de deux générateurs à poutres en porte-à-faux orthogonaux et d'un générateur en mode traction-compression. En utilisant le modèle MATLAB/Simulink pour réaliser une analyse de simulation, nous avons obtenu l'impact des paramètres d'excitation et des paramètres de structure sur la réponse dynamique du système. Sur cette base, un prototype expérimental du générateur a été fabriqué, et les expériences ont confirmé que le générateur conçu peut produire efficacement de l'énergie électrique dans les trois directions XYZ, et que les paramètres de structure (espacement des poutres en porte-à-faux, masse du bloc et raideur du ressort) ont un impact sur les performances du générateur. Les expériences ont montré que dans les directions X et Y à une résistance de 15 kΩ, la puissance de sortie est de 2,924 mW, capable d'allumer 22 LED, et dans la direction Z à une résistance de 40 kΩ, la puissance de sortie est de 4,871 mW, capable d'allumer 33 LED. Les résultats montrent que le générateur peut réaliser une sortie d'énergie électrique stable dans des directions de vibration différentes, ce qui le rend réalisable pour soutenir en énergie des capteurs sans fil à faible consommation. Les résultats de l'étude offrent des orientations théoriques pour la conception de nouveaux générateurs piézoélectriques à degré de liberté multiple.

three degrees of freedom;vibration energy collection;force amplification structure;positive piezoelectric effect;tension-compression mode