摩擦纳米发电机作为一项新兴的能量收集技术,由于其制备简单、质量轻、成本低、在低频下的超高输出等优点受到了全世界的广泛关注。近年来,针对自然界最广泛的机械能——风能的收集,风力驱动摩擦纳米发电机提供了一种全新的方案。但该技术的性能还需要进一步提升。另一方面,目前可穿戴电子设备主要由电池或者超级电容器等储能设备进行供能,而电池的有限使用寿命限制了这一领域的快速发展。此外,随着人们对健康关注度的不断提高,通过可穿戴电子设备来实时不间断监测人体的情况受到人们的喜爱。因此,设计出一款可穿戴摩擦纳米发电机来收集人体机械能并进行人体监测是十分有意义的。本论文针对上述问题,提出了解决方案,以下为具体的研究内容:1.设计角形结构摩擦纳米发电机进行风能收集提出了一种角形结构摩擦纳米发电机进行风能收集,尤其是针对弱风环境。在风的作用下,该结构中间的振动薄膜可与两侧的电极完全接触,因此输出性能能够得到大幅度的提高。此外,该结构还引入了楔形导风结构,大大降低启动风速。最后,该结构可以较好的实现多器件的叠加集成,从而增大受风面积和电能输出。2.角形结构摩擦纳米发电机的自驱动风速传感基于上述角形摩擦纳米发电机,提出一种自驱动风速传感器。以器件的电流输出频率作为核心参数,通过对电信号的系统研究,建立了风速与频率之间的对应关系。采用C语言编程与程序界面设计,实现风速传感结果的可视化。输出结果与商用测风速仪对比,具有较好的匹配度,展示出了角形摩擦纳米发电机在自驱动风速监测领域上的潜在应用价值。3.跷跷板结构摩擦纳米发电机的设计及其在自驱动人体运动传感上的运用设计了一款跷跷板结构摩擦纳米发电机。该结构可以提高两个摩擦面之间的相对运动速度,从而提高了输出性能。此外,还可以通过结构的调整来调节电信号的不对称性,从而实现对物体以及人体的运动监测。并且针对电输出信号的特征进行了 C语言编程,计算机可以直接对电信号进行识别和逻辑分析,最后还可以通过界面直接显示所监测的结果。