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海浪[8]或从关键结构中的梁单元获取应变[9]。当人们在地板上移动时，从地面产生的压缩力形状的机械载荷中获取能量是一种可持续的发电方法[10]。动能收割机的通用模型首先由Williams和Yatus开发[4,11]。动能采集器，也称为振动发电机，通过使用一种或多种不同机制（包括压电、电磁、静电或磁致伸缩材料）提取电能[4]。许多学者已经研究了这些传导的性质，以及每种机制的优缺点[1]。本研究旨在将步行能量作为一种动能进行收集。因此，首先需要研究在行走过程中获取人体动能，然后重点研究在地板上使用压电式采集器获取行走能量。3.在行走过程中获取身体动能最近，为了给便携式电子设备供电，能量获取的研究受到了关注[12,13]。人类活动作为能源[14]被认为是通过使用电磁、压电或静电传导方法来获取的[12、15、16]。为了最大化功率输出，收割机的共振频率（fr）应与运动主频（fm）匹配[7]。通常，运动能量可用性随着fm的增加而增加[17]。从人体运动中获取能量的想法是基于这样一个事实，即人体每天使用的能量为1.07×107 J[18]，相当于大约800 AA（2500 mAh）电池[19]。行走是正常人类生活中的主要运动，因此，获取振动能量是相当可观的[7]。步行是一种经济的能量收集方法[14]。[Romero，Galchev[20]]估计，人类行走可以产生1 mW/cm3的功率，这种功率水平将为低功率应用提供动力[15]。因此，目前正在开发几种不同的运动能量收割机，包括惯性能量收割机、集成压电系统、基于电活性聚合物（EAP）的静电发生器技术或电磁能量收割机。惯性力已被用于在鞋子[21]内、鞋底[6,22]、[23]内产生能量，从脚踩中获取能量，或集成在背包[24]或手机[25]中的手机充电器。Gorlatova，Sarik[7]专注于惯性能量采集器，并研究了采集行走能量时的人体物理参数。他们发现，高半边的参与者比矮半边的参与者（大约20%）获得更多的能量。此外，下楼的平均功率明显高于上楼的平均功率。正如Gorlatova、Sarik[7]研究的测量结果所示，对于长时间的活动，由于生理参数的变化，加速度、运动频率和平均功率的平均绝对偏差随着时间的推移而显著变化[7]。使用压电和静电装置[26]的脚跟撞击发电机，输出功率很少，由于行走过程中产生的冲击力相当大，因此受到了关注。压电材料主要用于鞋跟撞击装置，其主要优点是其简单易用，可并入鞋中。然而，作为能量采集器的压电元件适用于低频条件，该技术的功率输出不足以驱动高功耗设备[27]，并且由于位移小和产生的电压高[28]，功率限制在近100 mW。EAPs（基于电活性聚合物的静电发生器）技术是鞋跟撞击装置的最佳选择，具有较高的功率重量比[19]。此外，一些研究表明，使用电磁能产生更高功率输出的能量[12,13]。罗梅罗，
31234567890国际建筑与土木工程会议（ICACE 2017）IOP出版IOP形态系列：材料科学与工程291（2017）012026 doi:10.1088/1757-899X/291/1/012026Warrington[15]建议考虑仔细设计一台车体定位收割机，利用车体的可用能量为电子设备供电。为了增加低频振动时的功率输出，Zhang，Wang[29]开发了能量采集器，通过采用上变频技术将低频振动转换为更高的频率[30,31]。他们通过磁铁和线圈阵列发电的模拟结果表明，高能量转换效率 |
