本技術屬于能量收集，具體涉及一種混合自洽振動能量收集裝置。
背景技術：
1、鐵路貨運作為一種高效與經濟性并存的運輸手段，在推動世界的經濟發展方面扮演著一個重要角色。同時鐵路貨運是中國推動經濟的飛速發展的關鍵所在。在中國，高峰時期超過70％以上的煤炭和礦產資源鋼材，化肥，礦石和木材都是通過貨運列車運輸的，很大程度上減少了能源的浪費帶動了經濟的發展。隨著貨運列車的線路增加，一些問題也暴露了出來。
2、貨運列車的載重遠高于普通客運列車，并且貨運列車的軌道磨損情況高于普通列車。因此貨運列車的事故發生率高于普通列車，貨運列車相比較于普通客運列車，有著更為惡劣的運行環境，理論上出故障的概率也高于一般列車，同時安裝和維護成本高。貨運列車的車載監控系統也不完善，無法及時檢測貨運列車的運行狀況，這一問題成為了一個研究熱點。檢測貨運列車的運行狀態以及車載傳感器的供電問題是現在列車交通領域的焦點問題。貨運列車的工況惡劣蘊藏著諸多風險，嚴重影響了其運行安全。貨運列車除了車頭外往往缺乏電器管道，但是常規的電磁式能量收集系統的電壓并不高，而單純的壓電能量采集裝置功率不高，將兩者融合起來提升了對貨運列車能量采集的效率，增加了所能驅動的傳感器的種類。
3、據檢索，目前已有的振動能量收集裝置，如專利號為cn201510953962.3名稱為“用于將振動能轉化為電能的振動能量采集系統”的中國專利，該裝置采用了純機械齒輪機構的設計，包含多級齒輪其龐大的設計以及冗雜的各級齒輪大大的消耗了所采集的能量，降低了收集的效率，且不夠簡潔故障率大。又如專利號為cn201710324575.2名稱為“一種磁懸浮式免摩擦振動能量采集裝置”的中國專利，該專利采用磁懸浮式磁鐵切割線圈的方式來發電，但是單一的電磁發電的電壓都比較低，無法滿足一些高驅動電壓的傳感器，有一定的局限性。
4、鑒于上述狀況，有必要研發一種結構簡單、混合式能量采集系統，來解決列車上傳感器供電的問題。
技術實現思路
1、針對現有技術中單一的電磁發電的電壓都比較低，無法滿足一些高驅動電壓的傳感器，有一定的局限性的問題，本實用新型提供了一種混合自洽振動能量收集裝置。
2、本實用新型采用的技術方案如下：
3、一種混合自洽振動能量收集裝置，包括殼體和殼體匹配的蓋體，所述殼體內設置有安裝腔，所述安裝腔內設置有框架，所述框架由兩端相互連接的直形板和弧形板組成，所述安裝腔內設置有與弧形板配合的弧形底板，所述弧形板與弧形底板的寬度與所述安裝腔的深度匹配，所述弧形板與弧形底板滑動連接，所述框架內設置有線圈，所述線圈內可滾動設置有第一磁鐵，所述直形板的上方設置有兩個壓電片，每個所述壓電片的一端均有一個第二磁鐵，所述直形板上與兩個第二磁鐵相對應處各設有一個第三磁鐵，且位于同一側的第二磁鐵和第三磁鐵的磁性相斥。
4、采用該技術方案后，本實用新型利用蹺蹺板的特性，建立弧形的框架，第一磁鐵滾動帶動框架往復晃動，當第一磁鐵滾動時，磁場不斷變換，線圈切割磁感線產生電能，框架反復晃動發生傾斜，此時框架頂端的第三磁鐵與壓電片的第二磁鐵相互排斥，引起壓電片形變產生電壓，為傳感器供電。本裝置采用的是壓電片和電磁式能量混合采集技術，壓電片所受到振動后產生的電壓普遍是比較高的，可以滿足高驅動電壓傳感器的供電要求。
5、作為優選，所述安裝腔內還設置有用于支撐線圈的支撐架，所述支撐架固定設置在弧形板上，且所述支撐架的中軸線與框架的中軸線重合。
6、作為優選，所述第二磁鐵和第三磁鐵的尺寸、形狀以及磁力大小均相同。
7、作為優選，所述線圈由銅線纏繞而成，且線圈內形成滑道，所述滑道的兩個開口端均設置有擋板，所述第一磁鐵設置在滑道內。
8、采用該技術方案后，通過在滑道的一端設置擋板，使第一磁鐵位于擋板、殼體內壁以及線圈所形成的空間內，避免其滑出。
9、作為優選，所述滑道內鋪設有砂紙。
10、采用該技術方案后，線圈的表面比較光滑，因此為了保證第一磁鐵可以發生滾動，在線圈表面鋪設砂紙，增大摩擦力，以保證第一磁鐵可以滾動。
11、作為優選，所述殼體安裝在貨運列車轉向架上，所述能量儲存機構與貨運列車上的車載傳感器電連接。
12、采用該技術方案后，通過將該裝置安裝在貨運列車的轉向架上以利用轉向架的振動能量使第一磁鐵滾動，從而使整個裝置運行。
13、作為優選，所述第一磁鐵為圓柱形。
14、采用該技術方案后，第一磁鐵為球形或圓柱形結構使其可以在在線圈內發生滾動。
15、作為優選，所述弧形板為半圓弧形結構。
16、作為優選，所述壓電片為雙晶壓電片。
17、綜上所述，由于采用了上述技術方案，本實用新型的有益效果是：
18、1.本實用新型將貨運列車的轉向架振動輸入到殼體，殼體將其轉換為橫向振動。殼體的橫向位移帶動弧形底板上的框架來回擺動，當框架產生來回擺動的同時可以帶動滑道內的第一磁鐵來回滾動，滾動的第一磁鐵的磁感線切割纏繞在滑道上的銅線圈產生電荷，滑道的兩端都設有擋板來放置圓柱形磁鐵滾出滑道。此外框架上的兩個磁鐵一邊靠近固定在固定槽上的壓電片上的磁鐵，一邊同時遠離，在壓電片上的磁鐵和半圓形殼體上的磁鐵相互靠近時，半圓形殼體上的磁鐵有一個斥力作用于壓電片上的刺致使壓電片彎曲產生電壓，而壓電片上的磁鐵也作用于半圓形殼體上的磁鐵致使其回歸于平穩位置，更好地使其接受來自殼體的振動激勵。此外整個裝置被一層殼體板框住，防止整個裝置發生偏移，并固定在轉向架上。
19、2.本實用新型可以為列車上的車載傳感器供電，解決了車載檢測設備的供電問題。
1.一種混合自洽振動能量收集裝置，其特征在于：包括殼體(1)和殼體(1)匹配的蓋體(7)，所述殼體(1)內設置有安裝腔，所述安裝腔內設置有框架(2)，所述框架(2)由兩端相互連接的直形板(201)和弧形板(202)組成，所述安裝腔內設置有與弧形板(202)配合的弧形底板(9)，所述弧形板(202)與弧形底板(9)的寬度與所述安裝腔的深度匹配，所述弧形板(202)與弧形底板(9)滑動連接，所述框架(2)內設置有線圈(8)，所述線圈(8)內可滾動設置有第一磁鐵(10)，所述直形板(201)的上方設置有兩個壓電片(3)，每個所述壓電片(3)的一端均有一個第二磁鐵(4)，所述直形板(201)上與兩個第二磁鐵(4)相對應處各設有一個第三磁鐵(5)，且位于同一側的第二磁鐵(4)和第三磁鐵(5)的磁性相斥。
2.根據權利要求1所述的一種混合自洽振動能量收集裝置，其特征在于：所述安裝腔內還設置有用于支撐線圈(8)的支撐架，所述支撐架固定設置在弧形板(202)上，且所述支撐架的中軸線與框架(2)的中軸線重合。
3.根據權利要求1所述的一種混合自洽振動能量收集裝置，其特征在于：所述第二磁鐵(4)和第三磁鐵(5)的尺寸、形狀以及磁力大小均相同。
4.根據權利要求1所述的一種混合自洽振動能量收集裝置，其特征在于：所述線圈(8)由銅線纏繞而成，且線圈(8)內形成滑道(11)，所述滑道(11)的兩個開口端均設置有擋板(6)，所述第一磁鐵(10)設置在滑道(11)內。
5.根據權利要求4所述的一種混合自洽振動能量收集裝置，其特征在于：所述滑道(11)內鋪設有砂紙。
6.根據權利要求1-5任一項所述的一種混合自洽振動能量收集裝置，其特征在于：所述殼體(1)安裝在貨運列車轉向架上。
7.根據權利要求1-5任一項所述的一種混合自洽振動能量收集裝置，其特征在于：所述第一磁鐵(10)為圓柱形。
8.根據權利要求1-5任一項所述的一種混合自洽振動能量收集裝置，其特征在于：所述弧形板(202)為半圓弧結構。
9.根據權利要求1-5任一項所述的一種混合自洽振動能量收集裝置，其特征在于：所述壓電片(3)為雙晶壓電片。