在自然界的非生命体中,存在着众多处于超低频的振动源,与这些振动源相类似的,许多生命体的运动也处于超低频段,如鱼类的游动、心脏的跳动,或者一些飞行生物的翅膀振动。如何从外界的超低频振动中获取能量来为超低功耗设备提供能源,一直是能量收集领域的一大挑战。本文基于仿生双翅类昆虫,设计了一种可调超低频压电振动俘能装置,并建立了俘能器的理论模型,研究了其非线性动力学特性及低频段能量收集性能。利用有限元方法分析了不同激励条件下的电压与位移响应,且经过了实验验证。本文主要研究内容包括:1、通过对双翅类昆虫翅膀骨骼结构的仔细观察和研究,将其结构进行适当的重构,设计了一种可调的超低频宽频带振动能量收集器。通过有限元方法对该结构进行了静力学分析,得到了力对位移的曲线,并对其积分得到了势能对位移的曲线。将有限元结果与简化的理论计算结果对比,显示两者结果没有明显差异。2、结合集中质量法建立了集中质量-弹簧系统的简化力学模型。建立了压电本构方程,利用基尔霍夫定理得到模型的机电耦合控制方程。将控制方程化为状态空间方程利用4-5阶龙格-库塔算法求解,得到不同激励条件下的电压位移响应以及频响特性。利用有限元分析求解了同样激励条件下的结果并与理论计算结果相比较,验证了能量收集器的低频和宽频性能。3、将所设计的模型利用数控车床（CNC）加工制造,装配好后利用激振器及示波器等设备进行动力学实验验证。在给予理论计算相同的激励条件下得到位移与电压的响应,以验证有限元与理论计算的结果。设计了一个简单的整流电路,在加载不同负载电阻的情况下测量能量收集器的输出功率,得到最优负载电阻。4、利用理论计算模型,改变装置的一些参数如质量块质量、弹性梁之间的距离、阻尼大小,对装置的能量收集效率进行分析,为最优化设计提供指导。