随着集成电路技术和微机电系统技术的飞速发展,如何将环境中的振动能量转化为电能已经引起了研究者们的关注。而压电俘能器因为有着不需要额外的外置电源,结构上容易微型化,整体输出功率密度大,输出电压高,结构简单等优点,被人们广泛研究。现有的研究主要还是对弯振类型压电俘能器进行研究,但是弯振类压电俘能器俘频范围通常固定在一个频率较低且频宽较小的范围内,而有报告显示引入扭转运动,会使得系统的二阶模态频率大幅度降低,变相达到拓宽俘频范围的目的,因此,对于弯扭耦合振动模式压电俘能器的研究是有价值的。其次,有研究表明在弯振类型的压电俘能器中,使用宽度分割法,将单梁结构变为双梁结构,能增大系统的输出电压,但是宽度分割法在弯扭耦合振动模式压电俘能器中的应用还少有研究。综上所述,对于悬臂单梁结构和改进后的双梁结构弯扭耦合振动模式压电俘能器的研究是价值的。本文的主要工作如下所示。（1）选用具有较高d₃₁系数的PZT-5H压电材料作为压电振子,设计并制作了横梁不对称分布型和质量块不对称分布型两种悬臂单梁结构弯扭压电俘能器,以及悬臂双梁结构弯扭压电悬臂俘能器。完成了压电俘能器件的制备,完成了实验测试系统的搭建。（2）利用ANSYS有限元软件对横梁不对称分布型和质量块不对称分布型两种悬臂单梁结构弯扭压电俘能器进行结构参数优化。横梁不对称分布型弯扭压电俘能器优化结果为:m*=1,L₁=27 mm,L₂=22 mm;质量块不对称分布型弯扭压电俘能器优化结果为:L₁=L₂=22 mm,m*=4。在仿真软件中对比了悬臂单梁弯扭结构和弯振结构俘能器的应变云图,分析了末端质量块位移的变化。通过搭建好的实验系统测试和仿真软件建模,分析了系统在不同负载下的输出电压和输出功率随频率变化的规律。对比了弯扭结构和弯振结构俘能器的前两阶的模态频率,两种悬臂单梁弯扭结构分别提高了俘能系统117%和171%的频带宽度。（3）利用ANSYS有限元软件对悬臂双梁结构弯扭压电俘能器进行结构参数优化,优化结果为:横梁间距d=6 mm,质量块比值m*=9。有限元分析了悬臂双梁结构弯扭压电俘能器的器件几何参数对系统输出性能的影响。通过实验系统测试和仿真建模分析,对比了悬臂双梁结构和悬臂单梁结构俘能器的输出电压。负载电阻R为100 KΩ时,相比单梁系统,双梁系统一阶模态下输出电压增大了23.6%,二阶模态下输出电压增大了13.1%。