随着工业化进程的加快,能源需求的日益剧增,而能源供应主要来自于化石燃料,同时也带来了严重的空气污染问题。可再生能源的开发就显得尤为重要,如机械能,太阳能,风能等。除此以外,可便携设备以及无线传感网络在近几年也发展得十分迅速。目前,多数的传感器和可便携设备仍然是以干电池的方式供电。干电池供电则会带来环境污染和自身放电的问题。所以很多研究学者都致力于开发能够代替干电池的可再生能源技术,如压电发电技术、电磁感应技术、摩擦电技术等。利用可再生能源技术将环境中的清洁能源进行俘获并且转换为电能是近些年来研究的热点。本文利用压电-电磁复合的方式对环境中的旋转能量进行了有效的收集,通过两种俘获机制复合的方式,很大程度上解决了单一俘获机制输出功率受限的问题,可以更好地为传感器等低功耗的电子设备供电。本文首先归纳总结了压电、电磁以及压电-电磁复合的国内外研究现状,了解目前方向的研究动态,为面向旋转环境的压电-电磁复合式能量俘获器的结构设计提供了思路。针对面向旋转环境进行俘获的思路,设计了两种面向旋转环境的压电-电磁能量俘获器,分别提出了凸轮增频式混合压电-电磁俘获器和磁耦合吸-斥结构的混合压电-电磁俘获器。根据各个结构之间的配合以及运动方式,确定了各个部件之间的尺寸参数。通过理论和仿真分析对其进行了初步验证,为后续的试验开展打下了基础。根据设计的两种面向旋转环境的压电-电磁能量俘获器,搭建了实验平台,对不同的参数变量下产生的输出电压以及功率进行了研究,并分别对凸轮增频式混合压电-电磁俘获器以及磁耦合吸-斥结构的混合压电-电磁俘获器进行了应用性能演示。对凸轮增频式混合压电电磁俘获器而言,当凸轮的凸起数为3以及安装在压电悬臂梁末端的磁铁长度为10 mm,转速为500 r/min时,压电和电磁发电单元产生的电压分别为53.74 V和3.16 V。在外部阻抗为10 kΩ时,混合压电-电磁发电单元的情况下可以产生1.49 m W的输出功率,可以成功地为科学计算机以及发光二极管供电;对磁耦合吸-斥结构的混合压电-电磁俘获器而言,当压电悬臂梁自由端的磁铁质量为3.2g以及压电悬臂梁的安装角度为60°时,转速为300 r/min时,压电和电磁发电单元产生的电压分别为42.87 V和2.94 V。最大的输出功率为13.32 m W,可以成功的为发光二极管等低功耗电子设备供电,为旋转能量收集提供了实际的应用价值和有意义的解决方案。