随着社会经济以及自然科学的快速发展，能源问题被社会频繁提及。人们意识到需要改变全球能源结构，从传统能源转型到可再生能源，环境能量采集的概念应运而生，振动能量采集也成为时下研究的热点。本文首先对电磁式振动能量采集系统进行了理论分析，得到采集装置的输出功率及能量转换效率。然后设计了一种悬臂梁结构的电磁式振动能量采集装置，采集装置为动圈式。拾振结构由悬臂梁及线圈组成，分析了相关尺寸对其运动特性的影响。设计了两种能量转换结构，利用Ansoft Maxwell软件求出不同结构的磁链变化并对其进行了优化，求解出了系统利用两种不同换能结构下的输出性能。此外，为了增强能量采集装置的环境适应能力，设计了一种立方体结构的多方向电磁式振动能量采集系统，并对结构进行了理论建模及特性分析。拾振结构由八个弧形弹性片与质量块组成，对单个弹性片进行了模态分析，建立了受迫振动下的运动方程，分析了相关尺寸对固有频率的影响。能量转换结构由环形Halbach永磁阵列及对应设计的铁芯绕组组成，对该结构进行了静磁场分析，并与普通换能装置的输出性能进行比较得出其优势；仿真计算出在不同激振方向下的磁链变化，求解出单个换能装置的输出及整个系统在不同方向下的输出特性。论文最后搭建了实验平台对采集装置性能进行测试及调整，对理论及仿真分析进行了验证，指出了研究中遇到的困难，并对以后的设计方向进行了展望。