现如今，各种低功耗电子设备和器件主要采用传统电池进行供电，但随着电子器件体积的减小、使用数量的增加，频繁的更换大量的电池会产生诸多不便。加之，电池存在体积大难以集成，废弃电池中含有重金属离子易污染环境等缺陷。因此，研制可持续供能的微型化自供电设备已成为亟待解决的关键技术问题。压电式振动能量采集器是一种从环境中获取机械振动能并转换为电能的装置，它具有结构简单、能量密度高、易于集成等诸多优点，已成为国际上微能源研究的热点。　　本文对压电式振动能量采集技术进行研究，研究工作如下：以悬臂梁式压电振动能量采集系统为研究对象，设计了一种二维压电式振动能量采集器，引入了弹簧和非线性力，从而拓展了传统能量采集器的能量收集维度，增加了能量采集器的频带宽度。而后，在二维压电式振动能量采集系统的基础上，对结构进行了优化和改进，设计了一种新型的三维压电式振动能量采集装置，该装置包括一个弹簧、一个主梁、一个内梁和两个磁铁。主梁和内梁垂直放置能够收集两个正交方向上的能量，弹簧作为机械能缓冲器，用来感知平行于内梁长度方向的能量。两个磁铁之间可以实现磁耦合作用，并将振动能从内梁传递给主梁，触发主梁振动，使主梁产生输出响应。同时，两个磁铁之间的磁耦合作用可以引起频率上变频，使能量采集装置的频带宽度得以拓宽。　　本文对所设计的三维压电式振动能量采集装置进行了建模和理论分析，并制作了实物样机，搭建了实验平台，对系统的开路输出电压和输出功率进行了大量测试。实验结果表明：与线性的压电式振动能量采集装置相比，本文提出的三维压电式振动能量采集装置能够收集三维空间中任意方向的振动能，且能够产生更大的开路输出电压，具有更宽的频带宽度和更低的谐振频率，满足环境中低频振动能量收集的需求，可应用于复杂运动、多向运动和低频激励等场景。