随着世界逐步进入物联网（Io T）时代,电子设备也随之向小型化、便携化及集成化的趋势发展,对便携式能源装置提出了更高要求。摩擦纳米发电机（TENG）被公认为是一种很有价值的绿色能源收集技术。TENG不仅可作为能源收集装置,其输出信号同时还可作为传感信号。以TENG为基础的自驱动传感器在运动监测、医疗健康、包装运输等领域应用前景广阔。本文对用于振动能收集的摩擦纳米发电机及其在振动监测方面的应用展开了创新性研究,选取了聚四氟乙烯（Polytetrafluoroethylene,PTFE）和铝（Al）作为相应的摩擦层材料,分别开发设计了圆柱形滑动式摩擦纳米发电机（CS-TENG）与方形摩擦纳米发电机（S-TENG）。同时,基于摩擦发电理论对器件的工作原理进行了详细分析,对设计的器件进行了开路电压与短路电流等输出性能测试。此外,利用S-TENG作为传感元件,探究了货物在包装运输过程中的振动状态,为TENG作为自驱动传感器在包装运输领域的应用奠定了基础。主要研究内容如下:（1）圆柱形滑动式摩擦纳米发电机的设计。开发设计了一种内置弹簧结构的圆柱形摩擦纳米发电机（CS-TENG）,选用阳极氧化法处理的铝箔与PTFE薄膜作为摩擦层材料。利用弹簧优化摩擦层往复运动的能力。并使用ANSYS与COMSOL仿真软件对CS-TENG工作过程中的运动情况与峰值电压进行了模拟分析。模拟结果表明CSTENG输出的峰值电压与其摩擦层的滑动面积成正相关。（2）探究影响CS-TENG输出性能的因素及理论分析。对滑动式TENG工作原理进行了理论分析,揭示了影响CS-TENG发电性能的主要因素。并且对在不同的振动频率和弹簧刚度系数下的CS-TENG进行了开路电压和短路电流测试。研究发现,在一定范围内,CSTENG输出的峰值电压与振动频率成正相关,而与弹簧刚度系数成负相关;所设计的CS-TENG最大开路电压为158 V,最大短路电流为15.3μA。（3）方形摩擦纳米发电机的开发设计及其在包装运输中应用探究。为了扩大CS-TENG对微小振动的监测能力,采用垂直接触-分离模式,以弹簧为传动装置,进一步开发设计了一种方形摩擦纳米发电机（S-TENG）用于包装运输过程中的振动监测。研究发现所设计的S-TENG在10 mm～40 mm微小振幅变化过程中展现出明显的电压变化,并且在不同的振动频率下响应次数有着显著的差异。最后,设计搭建了运输包装模拟实验平台,结合S-TENG作为运输包装检测原件来模拟货物在公路运输中的振动情况,结果发现S-TENG在用过自供电传感器时,表现出了良好的线性响应性与传感稳定性,并且可成功检测出振动幅度大小。研究结果表明:TENG在包装运输中尤其是在振动包装检测中具有良好的应用前景。