単一自由度の圧電エネルギーハーベスターのエネルギー変換効率を向上し、ハーベスターの動作方向を広げるために、圧電エネルギー変換メカニズム、多自由度圧電エネルギーハーベスター原理、および力増幅構造原理を組み合わせて、新しい三自由度圧電エネルギーハーベスターを設計しました。 ハーベスターは、直交する二つのアーム式ハーベスターと力増幅引張モードハーベスターで構成されています。 MATLAB/Simulinkを使用してモデルを構築し、シミュレーション解析を行い、励起パラメータと構造パラメータがシステムの動的応答に与える影響を得ました。 この基礎上でハーベスターの実験機を製作し、設計されたハーベスターがXYZ三方向すべてで有効な電力を出力し、構造パラメータ（アーム間距、質量ブロックの質量、ばね剛性）がハーベスターの性能に与える影響を実験によって検証しました。 実験ではX，Y方向では抵抗が15 kΩの時、出力電力が2.924 mWで、LEDダイオード22個を点灯でき、Z方向では抵抗が40 kΩの時、出力電力は4.871 mWで、LEDダイオード33個を点灯できることが示されました。 結果から、異なる振動方向で、ハーベスターは安定した電力を出力することが示され、低消費電力のワイヤレスセンサーのエネルギーサポートの実現可能性が示されました。 研究成果は新しい多自由度圧電エネルギーハーベスターの設計に一定の理論的なガイダンスを提供しています。

三自由度; 振動エネルギー収集; 力増幅構造; 圧電効果; 引張モード