随着先进传感技术及智慧城市战略的推进和发展，近年来世界各国加强了对振动能量采集技术的关注和研究。振动能量采集技术可以收集环境中的振动能量，并将动能转化为电能，以此替代传统电池并为无线传感节点、便携式电子产品供电。目前有关能量采集技术的研究局限于单一的压电转化机制，其输出能量密度较低。将电磁、静电、摩擦等相关转化原理复合到压电采集系统中，研究出与压电转化原理复合的采集系统具有广阔的研究前景和极强的实用价值。 受复合能量采集技术的启发，本文提出了一种新型的压电-静电耦合的微型振动能量采集器件。为提高器件的转化效率，该耦合器件采用耦合机制。并将压电模块产生的部分电能为静电模块提供初始电荷,从而克服静电模块需外部电源供电的问题，实现压电-静电模块真正意义上的耦合。本文详细阐述了该新型耦合机制的工作原理，设计了一种新型的耦合能量采集结构，建立了能量系统的基本数学模型，并在此基础上制备了宏结构原理样机，实验验证了耦合结构的工作原理。最后本文设计了基于MEMS工艺的加工流程及采用MEMS-PCB组装的方式构建了耦合工作模式的可测试器件。论文的主要工作如下： ① 研究和比较了振动能量采集器单一转化机制及耦合转化机制的工作原理，详细阐述了不同能量采集系统的优缺点，确定了本文的研究重点和内容； ② 设计了一种新型的压电-静电耦合的微型振动能量采集器件结构，分析和推导了基于该器件耦合机制的数学关系模型，在此基础上完成了耦合机制的结构设计，根据分布参数模型建立了系统的基本理论模型； ③ 采用MATLAB完成了器件的数学模型仿真，采用ANSYS对耦合结构进行了有限元分析，以及完成了压电-静电模型耦合接口电路的仿真分析； ④ 制备了耦合结构的宏尺寸原理样机，通过实验测试了纯压电工作模式及简化的耦合工作模式的输出性能，验证了压电-静电耦合模式的工作原理，完成了影响器件输出性能的参数分析； ⑤ 制定了微型耦合能量采集器的工艺流程，采用 MEMS-PCB 组装的方式构建了耦合工作模式的可测试器件，形成了一套基于压电-静电耦合能量采集器件的设计方法、MEMS加工方法及MEMS-PCB组装集成方法，对理论和实践工作具有较强的指导借鉴意义。
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