科学技术的飞速发展,使得机械装备的复杂程度变高,这对机械装备可靠性提出了越来越高的要求。因此,必须实时监测机械装备的健康状态,避免系统向故障状态演化。建立具有全状态网络化监测功能的无线传感器网络是解决此问题的一种有效途径。无线传感器节点是无线传感器网络的基本组成部分,针对机械振动环境状态监测,本文提出压电式自供能无线传感器节点。制约压电式自供能无线传感器节点寿命的关键因素主要有能量受限和由振动引发的硬件故障。为解决上述问题,本文研究了对称固定方式下的压电片性能,分析了能量收集电路,设计了永磁式被动隔振器。具体工作如下:(1)在不改变压电片结构的前提下,提出了压电片的对称固定方式;通过ANSYS仿真和实验验证的方式,研究了压电片在对称固定方式下的力学性能和电学性能。结果表明:同传统悬臂梁固定方式相比,压电片在对称固定方式下的极限许用振动加速度提升超过5倍,最大开路电压提升超过4.5V,最大平均功率提升超过4倍,机电耦合系数提升超过15%。(2)分析了传统能量收集电路的研究方法及其存在的缺陷,提出了实际工程应用中的能量供给要求。将压电片等效电路进一步简化,依据实际工况综合考虑影响能量收集电路能量回收速度的因素,从电荷和能量的角度出发,通过理论计算选择出更为合适的能量收集电路,并通过充电速度测量实验,验证了理论计算的正确性。同时设计了稳压电路与泄能电路。(3)建立了普通受迫振动隔振器的运动学模型,分析该隔振器对于振动加速度抑制的局限性;建立了永磁体磁力学模型,并通过COMSOL进行了验证;研究了各参数对永磁副竖直方向磁刚度的影响,并以此为依据完成了永磁式被动隔振器设计与参数优化;通过建立永磁式被动隔振器Simulink仿真模型,理论分析了振动加速度抑制效果,并通过实验验证了理论分析的正确性。结果表明:相对于普通受迫振动隔振器,所设计的永磁式被动隔振器可将振动加速度进一步削减15%以上。