能源是国家发展的命脉,对于能源的挖掘与利用是推动社会进步的关键动力,而摩擦起电现象普遍存在于我们的日常生活中,如果能充分收集摩擦起电产生的能量,对于新能源的发展将是有益的补充,基于摩擦起电和静电感应耦合原理的摩擦纳米发电机（TENGs）作为一种能量转换装置,具有选材范围广、制备成本低、可以收集低频能量等优点。同时,随着信息时代的到来,自动化生产和机器人技术进一步发展,对于传感器的需求不断增长,发展自供能传感器将有效节约能源,降低供能成本。本文基于以上现状,提出并研究了一种独立层式转动结构摩擦纳米发电机（FR-TENG）,在此基础上,还设计制备了一种自供能滑觉传感器,主要内容及创新性成果如下:（1）以硅橡胶（Ecoflex00-30）和铝作为介电层材料,设计并制备了一种独立层式转动结构摩擦纳米发电机（FR-TENG）,建立理论模型,使用COMSOL Multiphsics软件模拟了FR-TENG运转过程中的电势分布情况,分析了其工作原理,FR-TENG在运转过程中,介电层间持续发生的接触和分离,从而产生周期性的交流电,相较于以往的独立层式摩擦纳米发电机,基于带-轮结构的FR-TENG可以收集转动和滑动两种形式的机械能,应用场景更为广泛。（2）分别测试了FR-TENG在持续放电模式和瞬间放电模式下的电输出性能。当FR-TENG处于持续放电模式时,转速300 rpm条件下,输出电压和输出电流峰值约为232 V和5.2μA,并且其输出电压和输出电流随转速增加而增加,当两端的电阻阻值为50 MΩ左右时,FR-TENG的输出功率达最大值,约为0.328 m W;FR-TENG在运转过程中硅胶会脱落并黏附在电极表面造成一定的失效面积,其输出性能会随铝电极的失效面积增加而降低,当失效面积达到30%时,输出电压和电流分别下降至180 V和2.6μA;在FR-TENG介电层表面制备微织构可以提升其输出性能,基于400目和1200目砂纸制备的硅橡胶表面微织构可以使得FR-TENG的输出电压峰值达到256 V和288 V,输出电流峰值达到6.4μA和6.8μA;当FR-TENG处于瞬间放电模式时,输出电压达到1260 V,远大于持续放电模式,且输出电压的峰值大小几乎不随转速变化。（3）基于FR-TENG的结构和原理设计了一种自供能滑觉传感器,分析了其检测物体滑动速度和距离的可行性,当被测物体在传感器表面滑动时,传感器的输出电压峰值与被测物体滑动速度呈近似线性关系（R~2=0.998）,灵敏度为15.59 m V/mm/s,而被测物体的滑动距离则可以根据输出电压信号的脉冲数量得到。同时,由于传感器在加载和卸载被测物体时会产生电压信号,还分析了被测物体加载和卸载时产生的信号对于滑觉检测的影响,此外,提出了一种非接触模式,进一步简化了传感器的结构。