随着集成电路和微机电系统的不断发展,低功耗电子器件逐渐得到了广泛的应用。传统的为低功耗电子器件供电的方式是采用化学电池,但是化学电池存在使用寿命有限、维修成本高及环境污染大的问题。收集环境中可再生能源的能量收集技术则成为化学电池的一种有效的替代品。环境中的超低频（＜5 Hz）机械运动中蕴含的能量由于其存在广泛而受到研究者的关注。然而,传统的收集机械能的振动式、摆动式和旋转式俘能器因其输出性能较差及结构复杂等缺点,难以满足低功耗电子器件的供电要求。针对现有俘能器存在的问题,本文提出了一种基于摆子驱动转子结构的单向旋转式电磁俘能器,主要工作如下:（1）提出了一种运动转换机构即摆子驱动转子结构,它可以通过一个双层拨片结构将振动/摆动转换为转子的单向旋转。转子的持续转动归因于刚度可变的双层拨片。通过分析拨片在不同状态下的受力情况建立了双层拨片的刚度模型。此外,本文还给出了拨片的设计要求以及设计流程图。通过拨片模型和设计流程图可以设计并验证双层拨片的尺寸参数。在上述摆子驱动转子结构的基础上,本文设计了一种单向旋转式电磁俘能器来收集环境中的超低频运动能量。（2）建立并验证了单向旋转式俘能器的机电耦合模型。根据摆子和转子的运动方程得到了俘能器的机电耦合动力学模型,通过实验结果和仿真结果的对比验证了俘能器的机电耦合模型的正确性。此外,使用机电耦合模型对俘能器进行参数化研究。仿真结果表明,俘能器的最优频率和最优负载电阻会随着谐波激励振动幅度的增加而减小,增大俘能器中摆子的转动惯量或减小转子的转动惯量可以提高俘能器的输出性能。（3）加工并制作了俘能器样机,在超低频振动和摆动实验平台上测试了俘能器的输出性能并与传统的摆动式俘能器进行了对比。实验结果表明,由于摆子驱动转子结构的存在,单向旋转式俘能器在超低频摆动和振动激励下产生了7.6 m W和1.25m W的输出功率,远大于传统的基于偏心转子的摆动式俘能器在相同条件下产生的输出功率（0.2 m W和0.15 m W）。此外,俘能器样机可以收集足够的人体超低频运动能量为无线温度传感器和无线门铃的信号发射模块供电。本文提出的基于摆子驱动转子结构的单向旋转式电磁俘能器可以将环境中的超低频机械能量转换为电能,为低功耗电子设备供电。这项研究证明了摆子驱动转子在利用超低频机械能作为分散电源为分布式传感器供电方面的巨大潜力。