在山区送变电工程索道中,远端供电盲区往往需要无线传感器设备进行实时监控,来保证悬索安全运行。考虑到山区更换电池的不便性,因此需要寻找一种持续供电电源代替化学电池为无线传感器设备供电。鉴于工程环境中无处不在的振动能量,考虑将其转化为电能,不仅解决了无线传感器设备持续供电问题,而且对工程索道的振动起到抑制作用,提高了工程效率和作业安全。本文主要内容如下:1.介绍了国内外能量收集装置的研究现状,并分析各种能量收集装置的应用工况;针对悬索的振动特性,通过对比分析不同齿条布局方式所能转化的振动,最终选定Y形齿条布局方式;采用模块化设计思维,完成Y形能量收集装置的振动能量输入模块、传动模块、能量转化模块以及能量储存模块的模块化设计。2.对Y形能量收集装置终端的单向齿轮装置建模,并通过Matlab软件模拟输入振动,求解单向齿轮装置平均能量转化率。对正反转两种不同传动路径分别建立传动系统扭振动力学模型,推导其扭振动力学方程并求解其扭振固有频率。建立Y形齿条装置的结构简图,求解装置平面内悬索振动和三个单向齿轮装置齿条啮合运动之间的函数关系;利用Matlab仿真在装置平面内不同方向的悬索振动下,传统能量收集装置和Y形能量收集装置所能转化的振动图形。最后计算在不同悬索振动情况下,Y形能量收集装置所转化的电能以及Y形能量收集装置与传统能量收集装置所转化电能的比值。3.以某送变电工程索道为研究对象,建立简化的承载索振动模型,求解货物卸载后,悬索初始横向振动方程;推导基于Y形能量收集装置阻尼力的强迫振动方程,将悬索初始横向振动方程代入,利用Mathematica软件,求解能量收集装置的阻尼力变化曲线、悬索的振动变化曲线、电机功率变化曲线、电机转化的电能曲线。