近年来,摩擦纳米发电机因其可有效收集环境中的微弱机械能而成为低频波浪能收集领域的研究热点。然而,波浪的传播方向不断变化,使得摩擦纳米发电机中的发电单元在波浪驱动下存在着多方向的运动,因此,发电单元的结构设计对摩擦纳米发电机的输出具有决定性的影响。目前收集多方向波浪能的摩擦纳米发电机是通过对多个发电单元串并联连接,不同的发电单元在不同方向的波浪驱动下工作,发电单元的利用率较低。因此,优化发电单元的结构并提高发电单元的利用率是提升摩擦纳米发电机输出的关键。本论文基于对浮体在波浪中的运动特性研究,设计制作了一种能在任一方向外力驱动下所有发电单元都能同时工作的倾斜多层结构的摩擦纳米发电机（IM-TENG）,其有效地增大了发电单元的利用率,提升了输出,实现了对多方向波浪能的有效收集。通过对浮体在波浪中运动情况的研究发现,浮体在水平面内发生转动,在竖直面内存在上下振动与摇摆运动,浮体内部自由运动部件存在多方向的运动。利用刚体六自由度运动模型计算分析得出,当浮体的转动程度以及沿水平方向和竖直方向位移分量不同时,其在空间中x、y、z三个方向的受力大小存在差异。基于以上研究,设计并制作了IM-TENG。在振幅为5 cm,频率为1 Hz的线性马达驱动下,IM-TENG沿x、y、z方向的开路电压分别为280 V、100 V、400 V,短路电流分别为70μA、20μA、60μA。在此基础上,为了进一步提高IM-TENG的输出性能,开展了结构参数（摩擦层组倾角、间距,PTFE摩擦层组外加配重）以及外界因素（驱动振幅、频率、方向）对IM-TENG输出的影响规律的研究。沿x方向在振幅为8 cm,频率为1.6 Hz的线性马达驱动下,最大短路电流密度可达292 m A/m~3,是目前收集多方向波浪能的摩擦纳米发电机文献报道最大值的1.39倍。在振幅为8 cm、频率为1.4 Hz的模拟波浪驱动下,开路电压为283.5 V、短路电流为106μA,当外电路连接5 MΩ负载时,峰值功率为3.48 m W;在150 s内给10μF电容充电至3.56 V。IM-TENG在全模式工作下的输出均大于在部分模式工作下的输出。在黄河水波驱动下能点亮45个白色LED灯泡,实现了实际应用。