收集人体运动能是微能源收集领域新的研究方向,为低功耗、便携式电子器件持续供电提供了新的思路和方法,因此用于人体运动能收集的俘能器具有广阔的应用市场和研究价值。传统的用于收集人体运动产生能量的俘能器结构复杂、输出电压小、功率密度低,通常只能收集人体某一特定部位、单一方向的振动能量。为了克服目前收集人体运动能的俘能器存在的问题,本文结合压电式和电磁式两种能量转换方式,利用升频技术设计了一种压电-电磁混合式俘能器,可以应用于人体多个部位的能量收集,并且能够同时收集两个正交方向的振动能量,具有结构紧凑、易于实现、适应性强等优点,对于人体运动时产生的低频振动激励同样有良好的发电性能。本文对于该压电-电磁混合式俘能器的研究主要做了以下工作:设计压电-电磁混合式俘能器的结构,建立俘能器的理论模型并进行仿真,分析了分别受到来自两个正交方向的加速度激励时俘能器的发电特性,通过快速傅里叶变换验证该俘能器的升频效果。加工了压电-电磁混合式俘能器样机并搭建振动实验平台,将振动实验结与理论仿真结果进行对比,验证理论建模和仿真分析的正确性。为了验证所设计的压电-电磁混合式俘能器收集人体运动能的性能,将加工的压电-电磁混合式俘能器样机分别应用于腿部和手部,为此搭建了跑步机实验平台和手摇实验平台。应用于腿部能量收集时将混合式俘能器样机固定在脚腕处,在跑步机上测试不同的行走速度下混合式俘能器的发电性能,并对混合式俘能器各部分的输出波形进行快速傅里叶变换,验证该混合式俘能器的升频效果。应用于手部能量收集时,通过手摇激励为储能电容充电、点亮LED小灯来验证应用于手部时混合式俘能器的发电性能。实验表明在手摇激励下该压电-电磁混合式俘能器的输出功率可以达到16 mW,验证所设计的混合式俘能器通过收集人体运动能为便携式电子设备供电的可能性。