当今,物联网技术的不断发展使得无线网络中的传感器节点广泛应用于日常生活中。这些无线网络传感器节点常部署在范围较大、位置分散、境况复杂的环境中,且使用电池进行供电。由于这种供电.方式存在着使用时间短、储电量有限、需要经常更.换等问题,并且若传感器节点的工作环境偏远或者恶劣,还会存在更换困难、危及生命安全等问题,因此能将环境能量转化为电能的能量采集技术有望成为解决这些问题的有效措施。由于压电-电磁复合式.能量采集器在工.作频带、采集效率、输出功率等方面表现出不错的性能,因而受到能量采.集领域的广泛关注。本文在研究了国内外相关工作进展的基础上,提出了一种新颖的压电-电磁复合式.能量采集器,实现了其对超低频振动能量的采集。其中,一个三角放大结构放大输入的位移,增加永磁铁对的位移距离。永磁铁对的运动使得压电悬臂梁被释放与吸附,从而使得低频的激励输入转换成了压电悬臂梁的高频自激谐振。对于电磁能量采集部分,设计了一个由一对永磁铁和一个软磁铁芯组成的闭合磁路。该永磁铁对结构为两个永磁铁按相反极性方向并排放置,这使得线圈中磁通量方向翻转了180°。为了能够更好地对所设计的装置进行分析和计算,本文根据所设计的装置建立了一个等效力学模型。根据此模型,对装置的输出性.能进行了分析和计算,推导了压电部分和电磁部分的输出电.压和电流表达式,并得到了二者的输出功率表达式。根据得到的表达式,使用MATLAB进行了数值分析,得到了压电部分和电磁部分输出电压和输出功率随电阻值变化的结果。数值分析结果表明:随着负载阻值的增长,压电集部分和电磁部分的输出电压也不断增长,最终趋于一个稳定值,分别为12.46V和4.45V。然而,随着负载阻值的增长,压电部分和电磁部分的输出功率先增大,然后达到峰值,最后不断减小。在负载电阻为547kΩ和2.24kΩ时二者的输出功率分别达到了100.7μW和1.59m W的峰值。为了验证所设计能量采集器的可靠性,制作了压电-电磁复合式能.量采集器样机,搭建了试验测试平台,并分别分析了单次按压、循环按压和电容充电试验的结果。试验结果表明:在单次按压试验下,压电悬臂梁在释放前的瞬间产生了-18V的输出电压,释放后产生了20.57V的峰值电压。之后,在压电悬臂梁再次被吸附的瞬间产生了23.4V的瞬时电压。对于电磁能量采集部分,永磁铁对的来回移动使得感应线圈产生了26.7V的正电压和11.3V的负电压。在5Hz的循环按压试验下,压电能量采集部分和电磁能量采集部分分别产生了40.39V和36.87V的最大开路峰-峰值电压。在外接负载电阻时,压电能量采集部分的最佳负载电阻为398.7kΩ,最大的输出功率为87.9μW。电磁能量采集部分的最优负载电阻值为3.2kΩ,最大的输出功率为2.173m W。在对电容充电时,相同充电时间内压电能量采集部分对电容充电的电压小于电磁能量采集部分对电容充电的电压,两者复合后对电容充电的电压大于二者单独对电容充.电的电压,小于二者单独对电容充电的电压之和。以上表明,本文所设计的压电-电磁复合式能量采集器在超低频环境下具有较高的能量采集效率和输出性能。相比于单一的能量采集装置,该装置具有更大的优势,并在各应用领域具有较大的潜力。