随着物联网的快速发展,越来越多的无线传感器网络和低功耗电子设备得到了广泛的应用。目前,这些设备的主要电源还是传统的化学电池,这些电池能量密度小、寿命短,污染环境,并且,给数以亿计的传感器更换电池需要大量的人力和物力。因此,从环境能量如太阳、热、风、振动等获取能量作为这些设备的替代能源引起了相当大的研究兴趣。在这些能源中,环境中的振动能因其存在广泛,不受环境限制称为最受关注和研究的能源之一。本文在课题组之前的工作基础上对电磁式振动能量收集器结构进行了优化,在掌握能量收集器中各个部件对收集器性能的影响。提出了一种基于十字型平面弹簧的收集器,仿真分析了其特性,并通过实验来与仿真进行对比。详细分析了改变平面弹簧关键参数引起的变化,通过理论推导和仿真验证了相关结论。考虑实际振动的宽频率范围特性,本文进一步提出了通过不同弹性系数的弹簧组合形成宽范围能量收集的技术。提出了一种基于双平面弹簧的宽范围振动能量收集装置,详细讨论了其结构的基本原理,对不同弹簧组合形成的收集器进行了仿真分析。最后对宽范围振动能量收集器进行了实验测试,研究了能量收集器的输出特性。首先制作了实验样机,搭建了实验平台,用电脑控制振动台给能量收集器不同条件下的外界激励,用示波器进行输出信号的采集,然后进行数据的处理与分析。在实验的过程中,测试了基于不同弹簧结构的采集器在不同的激励加速度的输出电压和输出功率随频率变化的曲线,不同采集器在自身固有频率相同的激励下输出电压和输出功率随负载变化的曲线。将实验结果与仿真分析进行了对比,验证了模型结果的正确性。