[发明专利]集成有传感器系统的轴承组件

权利要求书

1.一种集成有传感器系统的轴承组件，包括：

轮毂，其限定了与轴耦联的孔；

第一内环，其与所述轮毂耦联；

第二内环，其与所述轮毂耦联，相对于所述第一内环反向倾斜；

壳体；

至少两排滚动元件，其定位在所述内环和所述壳体之间以允许所述壳体和所述轮毂之间进行旋转运动，并将所述轮毂和内环轴向地和径向地限制在所述壳体内；以及

至少一个应变传感器元件，其附连到所述轮毂，用于测量施加到所述轴的力，所述应变传感器元件操作上连接到向所述应变传感器元件输送电力的电源和接收来自所述应变传感器元件的信号的处理器。

2.如权利要求1所述的集成有传感器系统的轴承组件，还包括将所述第一内环与所述第二内环分开的垫块，所述垫块定位在所述轮毂与所述至少一个应变传感器之间，以耦联所述轮毂与所述至少一个应变传感器之间的力。

3.如权利要求1所述的集成有传感器系统的轴承组件，所述第一内环具有与所述第二内环并置的延伸肋，所述延伸肋定位在所述轮毂与所述至少一个应变传感器元件之间，以耦联所述轮毂与所述至少一个应变传感器元件之间的力。

4.如权利要求1所述的集成有传感器系统的轴承组件，还包括四个应变传感器元件，其附连到所述轮毂并且沿着所述轮毂的圆周近似等距地隔开。

5.如权利要求1所述的集成有传感器系统的轴承组件，还包括在大致沿直径方向相对的位置处附连到所述轮毂的两个应变传感器元件。

6.如权利要求1所述的集成有传感器系统的轴承组件，还包括：

至少一个状态传感器元件，其附连到所述轮毂用于测量至少一个轴状态，所述状态传感器元件操作上连接到向所述状态传感器元件输送电力的电源和接收来自所述状态传感器元件的信号的处理器。

7.如权利要求6所述的集成有传感器系统的轴承组件，其中由状态传感器元件感测的轴状态选自温度、转速、振动和它们的任意组合。

8.如权利要求6所述的集成有传感器系统的轴承组件，其中所述状态传感器元件与所述应变传感器元件集成在一起。

9.如权利要求5所述的集成有传感器系统的轴承组件，其中所述状态传感器元件包括温度传感器，其能够向所述处理器提供用于对所述应变传感器进行热补偿的温度数据。

10.如权利要求1所述的集成有传感器系统的轴承组件，还包括：

第一天线系统，其附连到所述壳体，并操作上连接到所述电源和所述处理器，所述第一天线系统具有第一导电线圈；和

第二天线系统，其附连到所述轮毂，并操作上连接到所述应变传感器元件，所述第二天线系统具有与第一导电线圈电感耦合的第二导电线圈，所述第一导电线圈在所述第一天线系统与所述第二天线系统之间传输电力和信号。

11.如权利要求1所述的集成有传感器系统的轴承组件，还包括：

集电环，其耦联到所述轮毂和所述壳体，所述集电环操作上连接在所述电源、所述处理器和所述应变传感器元件之间。

12.一种利用集成有传感器系统的轴承组件测量轴上的力的方法，所述集成有传感器系统的轴承组件具有：轮毂，其限定了与轴耦联的孔；第一内环，其与所述轮毂耦联；第二内环，其与所述轮毂耦联，相对于第一内环反向倾斜；壳体；至少两排滚动元件，其定位在所述内环和所述壳体之间以允许所述壳体和所述轮毂之间进行旋转运动，并将所述轮毂和内环轴向地和径向地限制在所述壳体内，所述方法包括以下步骤：

提供至少一个应变传感器元件，其附连到所述轮毂，所述应变传感器元件操作上连接到向所述应变传感器元件输送电力的电源和接收来自所述应变传感器元件的信号的处理器；

利用至少一个应变传感器测量施加到所述轴的力；

将信号从所述至少一个应变传感器传送到所述处理器；

利用所述处理器处理来自所述至少一个应变传感器的信号以确定所述轴上的轴向扭矩。

13.如权利要求12所述的利用集成有传感器系统的轴承组件测量轴上的力的方法，还包括以下步骤：

提供至少一个状态传感器元件，其附连到所述轮毂；

利用所述状态传感器元件感测轴状态；以及

将来自所述状态传感器元件的信号传送到所述处理器。