一种无源无线的轴承传感器及带有该传感器的轴承的制作方法

本实用新型属于轴承领域，涉及一种无源无线的轴承传感器及带有该传感器的轴承

背景技术：

轴承是旋转机械中最为关键的基础零件之一，被称为“工业的关节”，轴承的性能直接关系到工作母机的工作性能，据调查旋转机械中30％的故障与轴承有关，因此轴承的在线实时检测至关重要。实时检测轴承的工作状态，可以及时对轴承进行维护，若出现问题可以将问题扼杀在萌芽状态，这样可以避免经济损失甚至人员伤亡。对轴承进行实时检测，首先需要进行传感器选型。目前市面上存在的传感器以传统传感器为主，传统传感器需要电源线进行供电，需要数据线进行数据传输。传统传感器存在的缺点如下：1、传统传感器在轴承上安装困难；2、电源供电和数据传输受到导线的束缚，在特殊工况条件下不易安装使用；3、传统传感器性能单一。

为解决上述问题，本实用新型提出了针对轴承震动和温度信号采集的传感器，该传感器的供电无需电源线，数据的通信无需数据线，传感器的拆卸方便。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种无源无线的轴承传感器及带有该传感器的轴承，实现传感器的无线供电，无线数据传输，方便拆卸和更换。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种无源无线的轴承传感器，包括：壳体，用于将无源无线的轴承传感器安装至轴承上，所述壳体截面呈半个“口”字型，所述壳体整体呈长条形、弧形、或圆形；电路板，包括电性相连的传感器、电源、以及无线通信模块，所述传感器用于采集轴承环境信息，所述无线通信模块用于远程传输轴承环境信息，所述电源用于为传感器及无线通信模块供电；封盖，用于将电路板固定在壳体内部，其形状与壳体内部相匹配。

可选地，所述传感器包括温度传感器及振动加速度传感器。

可选地，所述电路板上还包括整流电路及稳压电路。

可选地，所述电路板与壳体之间还设有用于屏蔽电磁干扰的夹层板，所述夹层板由金属制成。

可选地，还包括用于为电源充电的充电模块。

可选地，所述充电模块设置在夹层板远离封盖的一侧上，为金属线圈。

可选地，所述壳体外侧设有便于安装的凸台。

可选地，所述凸台由柔性材料制成。

可选地，所述封盖上设有便于传输数据的天线导出孔。

一种带有无源无线的轴承传感器的轴承，所述轴承包括相套接的轴承内圈和轴承外圈、设置在轴承外圈与轴承内圈之间的保持架以及设置在保持架内的滚动体；所述轴承外圈或轴承内圈上设有凹槽，所述凹槽内安装有无源无线的轴承传感器。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型克服了传统传感器中导线和数据线的束缚，省去了轴承传感器安装过程中的排线工作，极大地方便了轴承传感器在各种工作条件下的安装、使用和维护；其壳体上设有柔性的环状凸台的设计，便于其直接卡紧在轴承内圈或轴承外圈的凹槽上，其安装和拆卸牢固且简便。

本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作优选的详细描述，其中：

图1为本实用新型中所涉及的一种带有无源无线的轴承传感器的轴承的示意图；

图2为本实用新型中所涉及的一种无源无线的轴承传感器的示意图；

图3为壳体的示意图；

图4为封盖的示意图；

图5为电路板的示意图；

图6为夹层板的示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参阅图1-图6，附图中的元件标号分别表示：轴承外圈1、保持架2、滚动体3、轴承内圈4、无源无线的轴承传感器5、壳体6、电路板7、夹层板8、封盖9、振动加速度传感器10、无线通信模块11、温度传感器12、电源13、金属线圈14。

本实用新型涉及一种无源无线的轴承传感器5，包括壳体6，用于将无源无线的轴承传感器5安装至轴承上，所述壳体6截面呈半个“口”字型，所述壳体6整体呈长条形、弧形、或圆形；电路板7，包括电性相连的传感器、电源13、以及无线通信模块11，所述传感器用于采集轴承环境信息，所述无线通信模块11用于远程传输轴承环境信息，所述电源13用于为传感器及无线通信模块11供电；封盖9，用于将电路板7固定在壳体6内部，其形状与壳体6内部相匹配。

优选地，所述传感器包括温度传感器12及振动加速度传感器10；所述电路板7上还包括整流电路及稳压电路；所述电路板7与壳体6之间还设有用于屏蔽电磁干扰的夹层板8，所述夹层板8由金属制成；还包括用于为电源13充电的充电模块；所述充电模块设置在夹层板8远离封盖9的一侧上，为金属线圈14；所述壳体6外侧设有便于安装的凸台；所述凸台由柔性材料制成；所述封盖9上设有便于传输数据的天线导出孔。

本实用新型中还涉及一种带有无源无线的轴承传感器5的轴承，所述轴承包括相套接的轴承内圈4和轴承外圈1、设置在轴承外圈1与轴承内圈4之间的保持架2以及设置在保持架2内的滚动体3；所述轴承外圈1或轴承内圈4上设有凹槽，所述凹槽内安装有无源无线的轴承传感器5。

在其中的一种实施例中，在轴承外圈1朝向轴承内圈4的一侧上开设环状凹槽，所述壳体6呈环形，其外侧设有环形凸台；其凸台带有一定弹性，可以直接将凸台卡进凹槽中，便于无源无线的轴承传感器5的安装盒取下。

本实施例中的壳体6为金属壳体6，其上设有8个螺丝孔，本实施例中的封盖9采用工程塑料制成，其上设有相对应的个螺母孔，便于匹配安装；本实施例中采用两个电源13接线端子代替电源13，电路板7上设有夹板层过孔及电路板7安装孔，夹板层过孔的直径略大于电路板7安装孔；电路板7上的所有器件均为贴片封装，对有一定高度的元器件进行卧式焊接来尽量减小电路板7体积。

无源无线的轴承传感器5功能描述如下：

无线充电过程。电磁波发射装置向无源无线的轴承传感器5发射电磁波，电磁波穿过封盖9辐射到金属线圈14，在金属线圈14中产生电流。金属线圈14中产生的电流送给底层的电路板7，电路板7上的整流电路将电流整流为直流，直流电流经过稳压处理之后给电路板7上的电源13供电，电源13给其他电路器件供电。

信号的采集及发送过程。信号采集电路的主控制器为STM32F103，振动加速度传感器10为MPU6050，温度传感器12为DS18B20，无线通信模块11为Zigbee模块。STM32F103通过IIC接口来控制MPU6050，通过GPIO口来控制DS18B20，通过USART来控制Zigbee模块。STM32F103将读到的振动信号和温度信号经过数字滤波处理之后，通过Zigbee模块定时向外发送。

地址配置过程。无源无线的轴承传感器5配置模块可以通过Zigbee无线通信模块11与传感器进行通信，传感器配置模块向传感器发送地址配置命令，对传感器进行地址配置，地址可以为0～65535。进行地址配置之后地址数据可以掉电保持，这样就可以区分出不同位置的传感器。

本实用新型克服了传统传感器中导线和数据线的束缚，省去了轴承传感器安装过程中的排线工作，极大地方便了轴承传感器在各种工作条件下的安装、使用和维护；其壳体6上设有柔性的环状凸台的设计，便于其直接卡紧在轴承内圈4或轴承外圈1的凹槽上，其安装和拆卸牢固且简便。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。