能源和爱是人类发展永恒的话题。由于传统电池需定期更换,对环境存在重大威胁等问题,顺应社会主义现代化发展观念,利用无线传感器网络工作环境中的可再生能源,为其进行实时供电成为热点。相比其他发电方式,压电发电以其装置结构简单,易于加工制作,无电磁干扰,易于实现微型化等优势,独树一帜,在无线传感领域得到广泛关注和应用。在中国幅员辽阔的大地上、河流海域中,风能和水流动能无处不在,本文设计了一种流体激励的推磨式的压电发电装置,通过本文所设计的传动装置,将风能转换为振动能,进而通过压电悬臂梁收集振动能量,为野外环境中的无线传感器网络节点实时提供电能。本文的主要研究内容如下:1.在总结和研究了压电发电的国内外研究现状的基础之上,锁定流体激励压电发电方向,在其中发现问题,并提出了一种流体激励的推磨式压电发电装置。2.对压电发电的基础理论知识进行了研究和分析,确定了压电振子的形式为压电悬臂梁,压电元件材料选择PZT-5H压电陶瓷,建立了压电悬臂梁的单自由度弹簧质量块等效振动模型,并推导了悬臂梁的振动微分方程,为压电悬臂梁的制作,提供了理论指导。3.设计了一种流体激励的推磨式压电发电装置,该装置主要包括叶片,发电箱和底座三部分,核心发电元件为置于发电箱内部的压电悬臂梁,流体作用在叶片上,发电箱转动导致激励磁铁间接激励压电悬臂梁从而产生电能。分析了推磨式压电发电装置的工作原理的可行性,并确定了装置的相对尺寸参数,如叶片数目为12。对压电悬臂梁发电振子进行了仿真分析,得到了压电悬臂梁的材料及参数尺寸对其发电性能的影响规律,为推磨式压电发电装置样机的制作提供了理论依据。4.制作了推磨式压电发电装置实验样机,利用风作为激励流体进行了实验研究,通过实验分析了风速,永磁铁间激励距离,压电悬臂梁的径向、周向排布方式,以及激励磁铁数量等因素对推磨式压电发电装置转动性能和发电性能的影响规律。5.该装置的创新点在于,该装置可以接收水平面内全方位的流体动能,而且采用推磨式的传动叶片,在流体作用下产生较大的转矩推力,从而实现压电装置在较小风速或流体流速下的启动和正常工作。