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现阶段印刷业正向着智能化的方向发展,微机电系统(MEMS)传感器是其智能化发展的核心,而为MEMS传感器供电是应用过程中亟待解决的问题,在印刷装备领域利用振动发电的研究尚属空白。从环境中收集能量为MEMS传感器供电是目前研究的重点,印刷装备中多处存在非均匀运动能量损耗,对此能量进行收集为印刷装备中MEMS传感器供电,可有效提升印刷装备的智能化程度,同时降低传感器专门供电线路铺设成本和能源消耗,但迄今为止,尚未发现国内外学者对该领域进行专门研究。基于此,本文针对印刷装备中非均匀运动机理和能量收集技术进行了深入研究,论文的主要内容如下:(1)首先对本研究主题进行了必要性分析,概括了印刷装备领域中非均匀运动研究现状,比较了压电式、电磁式、静电式、复合式能量收集方式的优缺点,并简要分析了压电能量收集过程。(2)分析了几种压电能量收集数学建模方法,详细推导了悬臂梁型压电能量收集器的分布参数机电耦合数学模型,利用ANSYS分析了悬臂梁型压电能量收集器的静力学、动力学及输出电压特性,得到了能量收集器的模态振型。(3)首次建立了印刷滚筒偏心模型,分析了滚筒对印刷质量的影响,并以定量形式分析了滚筒轴心偏移量对印刷着墨的影响,又对印刷装备中滚筒及输纸飞达部分进行了非均匀运动的机理分析,得到了非均匀运动特征,为设计能量收集器提供技术支持。(4)研发了印刷装备频率带宽可调的悬臂梁型压电能量收集器,创建了印刷装备能量收集器试验平台,对设计的压电能量收集器进行了测试试验,研究了能量收集器的输出电压规律及其共振频率,得到了不同激励频率下的电压输出规律,共振点12Hz处,输出电压7.3V,冲击激励下,输出电压最高8.6V,负载电阻对输出电压频率影响较小。(5)通过试验研究,提出了压电能量收集与印刷装配固有频率最佳匹配方法。并以印刷装备输纸飞达试验平台为例,将所设计的压电能量收集器安装于飞达墙板处,测试其实际电压输出可达12.7V,试验结果表明,所设计能量收集器可为MEMS传感器供电。