由于振动在环境中普遍存在，人们能够更方便的研究利用，所以振动能量采集器是目前研究较多的一种能量采集方案。环境中大多数振动源的固有频率偏低，加速度峰值也较小，因此要求振动能量采集器能够适应低频振动且能够从振动幅值小的振动源处采集能量[4]。目前，将机械振动能转换为电能的能量采集器主要有以下四种:压电式、电磁式、静电式和磁电式[3]。
(1) 压电式
压电方式是利用压电材料的正压电效应发电，这种能量采集器结构较为简单，能量转换效率高且能量输出密度也较高[2]，适用于低的激励频率环境中。在低频振动下，压电式相比于电磁式性能更佳。26955
2004年,UC Berkeley的S Roundy和 P K Wright设计的压电发电结构[5]，在2.5m/s2的振动源下，产生的输出功率密度为375μW/cm3。
2006年，方华斌等研究制作了一种压电能量发生器，结构为三明治结构[6]，如图1.1所示。负载为20.4KΏ时，输出功率为1.15μW，输出电压可以达到432mV。
 
图1.1 方华斌等研制的压电能量发生器

    2009年，美国Jiashi Yang与我国的Zengtao Yang研究了一种将两个双压电晶片制成的梁末端质量块相连的结构，理论模型如图1.2所示[7]。研究表明，两个双压电晶片梁固有频率相近，可获得较宽频带的输出。论文网
 
图1.2 两个双压电晶片梁相连结构的模型
    压电式振动能量采集器的缺点在于它在能量转换过程中具有随机突发性。另外，该方式的能量采集器结构不利于微型化和集成化，在生产制备时也不易批量生产。
    （2）电磁式
电磁方式是利用法拉第电磁感应原理实现能量转换的，该方式能量采集器的结构主要由永磁体和感应线圈组成。感应电动势的大小由磁场强度及线圈和磁场的相对运动来决定，具有感测频率范围广、发电量大等优点。
2000年，温中泉等人研制了一种将拾取振动系统和多层线圈相组合的模型[8]，如图1.3所示。测试表明，这种采集器的典型频率为122Hz，且在负载为1000Ω时，输出功率为18.04μW，输出电压为134.3mV。
 
图1.3 温中泉等人研制的电磁式发电机的模型
2004年，英国Southampton大学设计了一种电磁式电源[9]，其结构如图1.4所示，通过实验得到这种结构的电源的最大输出功率为104nW。
 
图1.4 Southampton大学的电磁式电源
    2008年，土耳其kulah等人提出一种使用多悬臂梁阵列的振动能量采集器，每个悬臂梁具有不同的固有频率，能够增加共振点以采集不同频率的振动能量，扩宽能量采集频带[10]。其结构如图1.5所示。
 
图1.5 多悬臂梁阵列的振动能量采集器
    电磁式能量采集器的不足在于其输出电流较大而输出电压低，难以驱动一些外围电路，可以采用变压器、增强磁场强度和提高线圈圈数等方式改善，但这些方式会使电路更加复杂，降低能量输出密度。
    （3）静电式
静电式是在可变电容上施加一个外部电源使其产生起始电荷量和电势差，振动会使电容两板之间的间距或相对面积发生改变，进而影响可变电容的大小，使其产生电量的输出。
德国HSG-IMIT研究所制备了一种静电式振动发电机[11]，芯片如图1.6所示，在振动激励频率为1870Hz，外加电源电压为9V等条件下可产生3.5μW的输出功率。
 
图1.6 德国HSG-IMIT研究所研制的静电式振动发电机芯片
2004年，意大利Fabio peano等人设计了一种驻极体静电式发电机[12]，在频率为911Hz、振幅大小为5μm的振动激励作用下，最大输出功率可以达到50μW。 振动能量采集器国内外研究现状:http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_21272.html