一直以来,压电振动能量转换装置的研究用以解决无线传感器网络的能源供应问题。传统线性压电振动能量采集器结构虽简单,但能量转换频带窄,仅在环境振动与采集器共振频率相匹配时,才能产生高电压输出。鉴于现实环境中的振动频率是随机波动的,而非一个稳定值。为提高能量转换性能,需要拓宽采集器的共振带宽或使采集器共振频率可调。对此,本文提出了一种基于折纸耦合的宽频带非线性双压电悬臂梁能量采集器,其在线性阵列原理基础上,设置了两个具有不同共振频率的压电悬臂梁,以拓宽工作频带外,还在上下两个压电梁之间,设置了一个可以动态折叠的耦合折纸非线性元件。在振动过程中,该折纸元件通过动态折叠可以改变结构刚度,增加结构的非线性,进一步实现频带拓宽,提高能量转换输出功率。本文首先对所提出的能量采集器进行了结构设计,后基于欧拉伯努利梁理论、Hamilton原理以及对折纸结构的动力学分析,建立了两个压电梁子系统的分布参数机电耦合动力学模型,并利用谐波平衡法解出了各子系统输出电压和输出功率的近似解。接着在Matlab软件上进行编程,对上述两个压电梁子系统进行仿真分析,探究了不同激励振幅下各个子系统的输出电压及输出功率频率响应,结果显示折纸耦合下的两个压电梁均能够显著拓宽工作频带,并且具有渐硬刚度的非线性特征;还分析了折纸元件耦合位置对两个压电子系统输出电压的影响,确定了最佳耦合位置;同时为获得最优输出,对各子系统分别进行了阻抗匹配;为进一步分析所提装置的结构非线性特性,绘制了压电梁子系统以外部激励振幅f为分叉参数的分叉图,得出折纸耦合下的压电悬臂梁具有多种复杂的非线性运动,如倍周期运动、准周期运动以及混沌,表明该装置具有强非线性特征,表明了折纸耦合元件对于增加压电悬臂梁非线性特性的有效性。最后搭建了实验测试平台,制作了原型机与夹持装置,对仿真结果进行了一系列实验验证。实验结果表明折纸耦合下的两个压电悬臂梁工作带宽均得到了有效拓宽;同时由于折纸元件的引入增加了结构非线性特性,不仅具有压谐现象与渐硬刚度特性,还做混沌、倍周期运动;对不同耦合位置下两个压电梁子系统的输出电压的探究,确定了折纸元件最佳耦合位置;最后进行了阻抗匹配实验,确定了两个压电梁子系统获得最佳输出时的外部负载。验证了仿真结果以及两个压电梁子系统机电耦合模型的有效性。