本发明提供了一种用于膜翅目昆虫振翅运动能量收集的3D压电能量收集装置，包括昆虫翅膀连接结构、折叠变形结构、中间连接结构以及胸部连接结构。昆虫翅膀连接结构设计为能够与距翅基1/3处的前缘脉部分结合的开口槽形状，同时还有边缘翻折部分可以和翅面进行粘接。折叠变形结构仿照折纸进行设计，可以在昆虫振翅拍打过程中有效折展。中间连接结构设计为蜿蜒形状，用于连接两侧折叠变形结构的同时保持空间纵向的自由度。胸部连接结构设计为拱形的胸部共型结构，可以保证压电薄膜结构与昆虫胸部进行粘合。本发明能够实现膜翅目昆虫振翅飞行过程中的能量收集，从而为半机械昆虫飞行器所携带的微控制器提供电能。