[发明专利]全自供电滚动轴承内部传感数据采集无线传输装置

权利要求书

1.一种全自供电滚动轴承内部传感数据采集及无线传输装置，所述的轴承包括轴承内圈(1)、轴承滚动体(2)、滚动体的保持架(3)和轴承外圈(4)，其特征在于该装置还包括由传感器及其调理电路、传感数据采集电路、传感数据输出电路构成的传感数据采集/输出器(9)，由采能线圈(5)、电能发生器(6)和电源管理电路(7)构成的自供电电源，无线信号中继器(8)；所述的传感数据采集/输出器(9)固定在轴承内圈(1)的不接触轴承滚动体(2)的位置，所述的无线信号中继器(8)安装在轴承外圈(4)的不接触轴承滚动体(2)的位置；

在所述的滚动体的保持架(3)上对着轴承内圈(1)和轴承外圈(4)的两个面上分别布置有两个永磁体阵列：

对着轴承内圈(1)的永磁体阵列构成内圈电能发生器(6-2)，该内圈电能发生器(6-2)的一个磁极对着所述的安装在轴承内圈(1)外侧的内圈采能线圈(5-2)，所述的内圈电能发生器(6-2)由于轴承内圈(1)运动在内圈采能线圈(5-2)产生电输出，该内圈采能线圈(5-2)的输出端与所述的内圈电源管理电路(7)的输入端相连，该内圈电源管理电路(7)的输出端与所述的传感数据采集/输出器(9)的电源端相连，为所述的传感数据采集/输出器(9)供电，所述的内圈自供电电源的能量采集自轴承内圈(1)相对于滚动体保持架(3)的转动；

对着轴承外圈(4)的永磁体阵列构成外圈电能发生器(6-1)，该外圈电能发生器(6-1)的一个磁极对着所述的安装在轴承外圈(4)内侧的外圈采能线圈(5-1)，所述的外圈电能发生器(6-1)随着轴承工作，在外圈采能线圈(5-1)产生电输出，所述的外圈采能线圈(5-1)的输出端与所述的外圈电源管理电路(7)的输入端相连，该外圈电源管理电路(7)的输出端与所述的无线信号中继器(8)的电源端相连，为所述的无线信号中继器(8)供电，所述的外圈的自供电电源的能量采集自轴承外圈(4)相对于滚动体保持架(3)的转动。

2.根据权利要求1所述的全自供电滚动轴承内部传感数据采集及无线传输装置，其特征在于所述的传感器根据不同种类轴承故障监测需要选取，包括温度、载荷、转速、应变、振动传感器。

3.根据权利要求1所述的全自供电滚动轴承内部传感数据采集及无线传输装置，其特征在于所述的无线信号中继器(8)包括外天线(8-1)和内天线(8-2)，外天线(8-1)安置在外圈(4)的外表面，内天线(8-2)安置在外圈(4)的内侧。

4.根据权利要求1所述的全自供电滚动轴承内部传感数据采集及无线传输装置，其特征在于所述的自供电电源只有一个，自供电电源的电能发生器(6)安置在保持架(3)，其中一个磁极对着外圈(4)内侧，采能线圈(5)安在外圈(4)内侧，采能线圈(5)的输出端接所述的电源管理电路(7)的输入端，该电源管理电路(7)的输出端接传感数据采集/输出器(9)和无线信号中继器(8)的电源端，传感数据采集/输出器(9)和无线信号中继器(8)都安装在轴承外圈(4)。

5.根据权利要求1所述的全自供电滚动轴承内部传感数据采集及无线传输装置，其特征在于所述的采能线圈(5)是磁电换能器。

6.根据权利要求1所述的全自供电滚动轴承内部传感数据采集及无线传输装置，其特征在于所述的传感数据采集/输出器(9)的传感信号输出无线链路由传感数据采集/输出器(9)中的天线(9-1)和无线信号中继器(8)的内天线(8-2)构成,天线(9-1)的输出端和传感数据采集/输出器(9)中的阻抗调制电路的输入端相连，传感数据采集/输出器(9)产生的传感编码信号连接到阻抗调制电路的控制端。

7.根据权利要求1所述的全自供电滚动轴承内部传感数据采集及无线传输装置，其特征在于所述的无线信号中继器(8)由两个环形器，两个射频放大器，内天线(8-2)和外天线(8-1)构成，内天线(8-2)和第二环形器(8-4)的一端相连，该第二环形器(8-4)的另外两端分别接第一射频放大器(8-6)的输入端和第二射频放大器(8-5)的输出端，所述的外天线(8-1)和第一环形器(8-3)的一端相连，该第一环形器(8-3)的另外两端分别接第一射频放大器(8-6)的输出端和第二射频放大器(8-5)的输入端。