随着经济的发展,人们对传统能源的需求不断增加,而传统能源的过度使用也加剧了全球气候变暖和环境污染等问题。同时,微机电系统由于科技的进步在智能化和集成化的方向上也得到了快速的发展,其所消耗的电能也在不断的降低。但是,当前电子器件主要通过化学电池进行供能,其存在着不易维护、使用寿命有限、污染环境等不足。因此,发展可再生和可持续能源越来越受到人们的重视。为解决能源问题,通过收集环境中的机械能转化为电能作为一种新的、有效的能量转换方式已经引起了研究者的广泛关注。所以,本文以生活中常见的旋转机械能为研究对象,同时为了实现更多机械能量的俘获,开展了基于旋转运动的压电-电磁-摩擦复合俘能器研究。首先,从俘能原理上阐述了压电俘能、电磁俘能和摩擦俘能三种俘能方式,其分别通过正压电效应、法拉第电磁感应和摩擦起电与静电感应耦合实现俘能,并通过建立理论模型对各部分俘能器的俘能机理进行详细的阐述。利用COMSOL Multiphysics5.2多物理场仿真软件对复合俘能器中不同俘能单元开展了仿真分析,仿真分析了压电悬臂梁在磁铁作用力下的受力情况,电磁线圈中的磁通量变化以及摩擦层之间在不同分离距离时的摩擦俘能的电势分布,验证了俘能器的可行性。其次,根据俘能机理和仿真分析进行了复合俘能器模型的设计,详细阐述了复合俘能器的工作原理。此俘能器通过俘获旋转运动过程中产生的旋转机械能,利用压电、电磁和摩擦三种俘能方式复合的形式将机械能转换为电能。通过利用亚克力圆柱筒内部的圆柱永磁体Ⅰ与不同的俘能方式产生相互作用以实现复合俘能,从而能够提高俘能器的俘能效率。随后进行了复合俘能器样机的加工制作,并对其制作过程进行了详细的阐述。最后,搭建了基于旋转运动的压电-电磁-摩擦复合俘能器的实验测试系统,开展了复合俘能器的俘能特性实验研究。实验测试了在不同旋转速度下的复合俘能器各俘能单元的开路电压,短路电流,摩擦俘能单元的转移电荷量,功率负载特性,耐久性测试以及在实际中的应用。实验研究结果表明,通过给10μF的商用电容器充电,压电-电磁-摩擦复合俘能器的俘能能力明显优于单个俘能器,实现了更多能量的收集。在整流电路和电容器的辅助下,复合俘能器作为能量源能够为温湿度计供能,验证了所设计的复合俘能器能够为低功耗电子器件提供电能,满足其正常的工作。另外,复合俘能器中的摩擦俘能器能够连续稳定工作9小时,证明了复合俘能器具有很好的稳定性和耐久性。