近年来,随着化石资源的过度开采,我国面临越来越严重的能源危机问题。而道路系统是机械能富集的区域,对道路系统逸散的机械能进行收集再利用,可以缓解我国愈加严重的能源压力,符合绿色发展的理念。摩擦纳米发电技术是近年来兴起的新能源技术,主要用于收集环境微弱机械能,具有原理简单、成本低廉等特点。基于此,开展基于摩擦纳米发电技术进行道路系统机械能收集的相关研究是十分有意义的。论文采用理论与试验相结合的方法,开发了一套基于摩擦纳米发电技术的道路系统机械能收集装置,并通过室内试验验证了装置进行道路系统机械能收集的可行性,最后采用室内模拟试验完成了装置在道路上的应用研究,具体工作及结果如下所示:(1)基于道路系统的环境特点,选择接触式摩擦纳米发电机进行道路系统机械能收集,并通过理论分析及有限元模拟,得到上下极板间距及表面积改变对接触式摩擦纳米发电机的能量输出性能的影响规律,为接下来进行装置设计提供依据。(2)利用有限元模拟结果确定装置核心部件的关键尺寸,并结合道路环境特点完成装置的设计;利用MTS-810加载平台进行加载,确定装置进行道路系统机械能收集的可行性,并通过对比各因素在不同水平下的装置输出性能,完成装置的优化,结果发现:当PDMS薄膜的旋涂层数为5层、并经7000目砂纸倒模后,用内阻2.2MΩ的示波器测得的输出电压最大,可达到35.2V。(3)确定室内模拟装置应用于道路的试验方法,探究行车荷载、行车速度、温度等因素对装置性能的影响规律,发现装置对于道路环境因素具有很好的适应性,且长期加载条件下装置的能量输出性能衰减较小;利用装置对市售LED小灯泡进行供能,单个装置可同时点亮94个小灯泡;最后,从理论角度分析多个装置串并联对性能的影响,以及不同行车荷载、行车速度条件下装置的输出功率的变化情况,初步探究装置在实际道路应用时铺设点位的选择及不同装置间连接方式的确定,为后期实际应用提供技术支持。