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柔性机器人自供电：压电贴片电容能量收集效率提升

发布日期：2025-09-04
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柔性机器人自供电：压电贴片电容能量收集效率提升

在柔性机器人向着更自主方向发展的进程中，自供电系统的能量收集效率成为制约其应用的关键因素。平尚科技开发的压电贴片电容能量收集系统，通过创新性的结构设计和材料优化，将环境机械能转化为电能的效率提升至传统方案的3倍以上。该方案采用多层压电陶瓷与高性能介电材料的复合结构，在相同体积下使能量存储密度达到常规贴片电容的5倍，其充放电效率在85%以上，同时具备在微小机械变形下（0.1-5N作用力）产生可用电能的能力。

在实际应用测试中，这种能量收集系统展现出显著优势。医疗领域的内窥镜机器人通过管壁接触压力收集能量，平尚科技的压电贴片电容可在每次蠕动中收集到0.5mJ能量，足以支持传感器完成一次数据采集和传输。工业检测机器人的关节部位集成该收集系统后，通过日常运动产生的机械能即可满足姿态传感器70%的用电需求。相比传统的电磁式能量收集方案，压电贴片电容系统在低频振动环境下（1-10Hz）的能量转换效率高出40%，且不受电磁干扰影响。平尚科技通过优化电极布局和介电材料配方，将系统的能量转换效率从初代的15%提升至目前的38%，虽然成本比普通电容高2.5倍，但使柔性机器人的持续工作时间延长了3-5倍，为真正实现机器人自供电提供了可行的技术路径。