[發明專利]一種內置無線傳感器且具有自供電功能的智能軸承

有效

• 申請號: 201811554205.9
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN109630542B
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發明（設計）人: 陶衛;趙輝;呂娜;劉沅秩;鄭超;陳瀟;李智
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: F16C19/02
• 分類號: F16C19/02;F16C33/58;F16C33/30;G01D21/02
• 代理公司: 31317 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 徐紅銀

1.一種內置無線傳感器且具有自供電功能的智能軸承，所述智能軸承包括外圈、滾子、內圈，所述滾子用于實現所述智能軸承的滾動，其特征在于：所述智能軸承還包括傳感器組件、天線、線圈組件、磁鐵，其中：

所述外圈的內表面設置環形的內槽，所述傳感器組件、所述天線、所述線圈分別設置于所述內槽中，所述內圈的外表面設置環形的外槽，所述磁鐵設置于所述外槽中，所述磁鐵隨所述內圈一起高速旋轉，相對于所述線圈組件產生切割磁力線運動，在所述線圈組件中產生感應電勢，為所述傳感器組件提供電能；

所述傳感器組件用于采集智能軸承運轉參數信息，并將采集到的信息轉換成數據；

所述天線用于發送所述傳感器組件采集的數據，實現對所述智能軸承的實時監測。

2.根據權利要求1所述的一種內置無線傳感器且具有自供電功能的智能軸承，其特征在于：

所述智能軸承包括若干個所述傳感器組件，所述傳感器組件分別均勻設置于所述外圈的所述內槽之中；

所述智能軸承包括若干個天線，所述天線均勻設置于所述外圈的所述內槽之中，且所述天線與所述傳感器組件間隔設置；

所述智能軸承包括若干個所述線圈組件，所述線圈組件均勻設置于所述外圈的所述內槽之中，且所述線圈組件與所述傳感器組件和所述天線間隔設置；

所述智能軸承包括若干個所述磁鐵，所述磁鐵均勻設置所述內圈的所述外槽，所述磁鐵的數量與所述線圈組件數量不同，且與所述線圈組件數量不互為倍數。

3.根據權利要求1所述的一種內置無線傳感器且具有自供電功能的智能軸承，其特征在于：所述傳感器組件包括微型集成傳感器、處理電路和發送電路，所述微型集成傳感器用于采集所述智能軸承運轉過程的參數信息，所述處理電路對采集到的所述信息進行數據處理并將處理后所述數據通過所述發送電路發送所述天線，通過所述天線輸出所述數據。

4.根據權利要求1所述的一種內置無線傳感器且具有自供電功能的智能軸承，其特征在于：所述傳感器組件包括溫度傳感器、加速度傳感器、轉速傳感器，分別用于測量智能軸承運轉過程中產生的溫度、振動、速度的信息。

5.根據權利要求1所述的一種內置無線傳感器且具有自供電功能的智能軸承，其特征在于：所述天線為微帶貼片天線，所述微帶貼片天線包括接地板、介質基片、導體貼片，所述接地板和導體貼片分別通過膠粘接于所述介質基片的兩面。

6.根據權利要求5所述的一種內置無線傳感器且具有自供電功能的智能軸承，其特征在于：所述接地板為長方形薄片，材料為高導電金屬材料；

所述介質基片的尺寸與所述接地板相同，所述介質基片材料為高介電常數的電介質；

所述導體貼片為長方形薄片，所述導體貼片尺寸小于所述介質基片，所述導體貼片的材料為高導電金屬材料，導體貼片具有微帶饋線。

7.根據權利要求1-6任一項所述的一種內置無線傳感器且具有自供電功能的智能軸承，其特征在于，所述線圈組件包括線圈和鐵芯，所述鐵芯上部結構的截面形狀為圓柱形，下部結構的截面形狀為長方板形，所述下部結構上設置有第一通孔，所述第一通孔用于將所述線圈組件固定于所述外圈上，通過漆包線在所述圓柱形上繞制而成環形所述線圈，使所述線圈和所述鐵芯形成一體化線圈組件。

8.根據權利要求7所述的一種內置無線傳感器且具有自供電功能的智能軸承，其特征在于，所述磁鐵為弧形永磁體，所述磁鐵內圓弧曲率半徑等于所述內圈的所述外槽底圓的曲率半徑，所述磁鐵設置有第二通孔，用于將所述磁鐵固定于所述內圈上。

9.根據權利要求8所述的一種內置無線傳感器且具有自供電功能的智能軸承，其特征在于，所述磁鐵的厚度確保所述磁鐵的外圓與所述線圈組件具有一定的間隙。