无线传感器网络节点的供能已经成为了制约无线传感器网络发展的重大瓶颈。由于部署在不同应用场合的传感器越来越多,如果采用传统化学电池供电,则需要越来越多的工作人员不定期的进行更换和充电,这会大大增加人力成本。同时,传统化学电池的使用还会对环境造成极大的污染。在寻找传感器供能新方式上,有许多的选择,比如太阳能电池供电、热能供电、风能供电、振动能供电等。由于振动能在环境中广泛存在,所以振动能供电相比于其他几种供电方式不太容易受到环境的影响,更适合应用于无线传感器网络。环境中的振动能多种多样,具有宽频带和随机性的特征,而传统的压电振动能量收集器具有工作频带窄、振动方向单一的缺点,不能充分利用环境中的振动能,所以不能很好的解决无线传感器网络节点的供能问题。本文针对传统压电振动能量收集器的缺点设计了一种新型的多方向宽频带压电振动能量收集器,能量收集器由8个单压电悬臂梁和一个固定基座组成。首先建立了单压电悬臂梁数学模型,通过数值分析确定了单压电悬臂梁长度、宽度和质量块质量与其固有频率的关系,从而为多方向宽频带压电振动能量收集器设计提供了参考依据;然后通过ANSYS有限元仿真软件建立了多方向宽频带压电振动能量收集器的有限元模型,通过静力学分析确定了压电振子长度和宽度对产生电压的影响关系,通过模态分析确定了压电振子长度、宽度以及质量块质量对固有频率的影响关系,从而确定了压电振子的最优结构尺寸;最后进行了能量收集器实测分析。能量收集器实测结果表明:本文设计的能量收集器在x方向或y方向激励下的工作频带为20Hz～40Hz,最佳匹配电阻为16kΩ,最大输出功率为4m W。能量收集器性能对比分析表明:本文设计的能量收集器在多向性、拓宽工作频带以及输出功率方面都具有优越的性能,因此具有很好的应用价值。