人体能量收集技术是一种人体能量再利用技术,通过将人体运动消耗的机械能转化为电能,传递至可穿戴产品的微功耗传感器节点,实现该产品能量的持续供给。该技术具有重复性强、应用范围广、环保性高等优点,在物联网、无线模块及智能可穿戴等领域有着广泛的应用前景。人体能量收集装置作为该技术中的换能部分,是实现能量自供给的关键。目前人体能量收集装置存在换能形式单一、输出功率和换能效率低等不足之处。因此,设计一种可集成多种换能原理且避免机械连接的复合式人体能量收集器,提高其输出功率和换能效率一直是该领域的研究热点。基于此,本文设计了一种自回弹复合式人体足部运动能量收集器,建立了自回弹运动学模型,针对各换能单元相互耦合作用机理、介电材料成形工艺条件、收集器输出及各项性能测试等方面展开研究,以期实现人体运动能量的有效收集,在此基础上,进行了可穿戴设备能量供给实验研究,验证了开发的能量收集器可行性,为后续便携式自供电纺织品制造提供一定可行依据。本文具体研究内容如下:（1）建立了两端固支式压电俘能器柔性大变形加载条件下机电耦合理论模型,在多物理场仿真平台中模拟了其受载荷激励时的运动过程,研究了外界激励条件和器件结构参数对其输出电压影响规律。在此基础上,通过试验测试其输出电压,将试验与模拟结果进行对比,两者吻合较好,验证了两端固支柔性压电式俘能器模型的有效性。（2）提出了在聚二甲基硅氧烷（PDMS）中掺杂碳纳米管（CNT）,并以砂纸为模板快速在PDMS表面成型微结构制备介电层以提高摩擦纳米发电机（TENG）电性能输出的方法,实现了新工艺条件下微结构CNT/PDMS介电层TENG的制备。研究了不同工艺参数及载荷作用对TENG的输出电性能影响规律,测试并计算了TENG耐久性和输出功率,确定了微结构CNT/PDMS介电层TENG最佳成型工艺条件,得出了TENG最大输出功率密度。（3）建立了能量收集器自回弹运动学理论模型,明确了器件往复运动机理。在多物理场仿真平台中模拟了按压-回弹过程,研究电磁单元结构参数及激励频率对器件输出感应电压影响规律,试验测试其输出电压,并与仿真结果进行对比,二者吻合较好,验证了模型的有效性。（4）通过耦合三种换能器件作用方式,设计了一种自回弹复合式人体足部运动能量收集器,对其各项电学输出性能测试并计算功率。搭建能量收集电路进行充电试验研究,经充电后,能量收集器可持续点亮80盏并联LED灯,制作的自供电运动鞋在人体步行时可支持低功耗计步器稳定工作。图78幅,表1个,参考文献70篇。