传统的化石能源为推动人类文明进步做出巨大的贡献,但也带来了全球变暖等严重的环境问题,清洁的可再生能源得到广泛重视。海洋蕴藏了巨大的能量,波浪能的开发已经展现出越来越大的科学和经济价值。随着海洋经济的蓬勃发展,海洋浮标、探测器等科考监测设备的运用越来越多,供电成本和可靠性制约这些设备的应用,利用波浪能解决其供电问题具有重要研究意义。本文的主要研究工作包括:（1）分析波浪的振动特征,并设计波浪发电机结构。基于近海波浪能低频低幅的振动特性,采用永磁体和压电陶瓷设计波浪能发电装置。在金属悬臂梁的自由端附加集中质量,将波浪的直线振动转化为悬臂梁的摆动,可在一定程度上放大输入的小幅振动,提高能量采集效率。为防止悬臂梁过度弯曲并监测波浪振动状态,基于接触起电原理,采用柔性聚合物设计限位传感器。（2）数学分析和模型构建。根据细长梁的欧拉-伯努利公式,建立该悬臂梁系统的数学模型,列写其频率方程,找到不同集中质量和金属梁厚度对应的固有频率,使系统的固有频率与波浪振动频率相近。（3）对发电装置的动力学特性和电磁场分布进行有限元仿真。对波浪发电装置的动力学特性进行有限元仿真,分析在波浪多幅值多频率的振动激励下弹性摆的运动特性。研究悬臂梁在大尺度横向形变下压电陶瓷片的应力分布和电势分布,及输出特性与频率和负载的关系。对磁场分布进行有限元分析,研究气隙、永磁体尺寸等参数对输出电压的影响。（4）搭建实验平台,制作样机进行实验研究。采用铝合金外壳、钕铁硼永磁体和PZT制作了波浪发电装置,在电动式振动台上模拟波浪进行测试。将测试结果与计算结果相对比,表明理论分析的正确性。实验结果表明,发电装置输出功率可以满足浮标等海洋设备的用电需求。