[发明专利]用于轨道车辆的无线传感器轮对轴承装置

说明书

本申请公开了一种用于轨道车辆的无线传感器轮对轴承装置，其通过利用无线耦合方式以获得电源和传输信号。本申请所述轮对轴承装置可以完美解决现有电缆易发生故障的问题，且传感器模块的接口与当前设计保持一致。

技术领域

本申请涉及轴承技术领域，尤其涉及一种用于轨道车辆的无线传感器轮对轴承装置。

背景技术

鉴于高科技的发展趋势和安全性考量，配有温度传感器和速度传感器的轮对轴承装置已经成为地铁和高度列车的近乎标准的配置。借助这些传感器可以持续地监控每一轴承地状态，以便能够及时地预告或检测轴承故障的出现并且可以采取给定时间的措施，从而避免轴承失效可能所导致的灾难性后果，并且增强轨道车辆的安全性。

目前，配备有温度和速度传感器的轮对轴承装置的解决方案是将温度传感器、速度传感器与密封罩集成于一体。其中，轮对轴承装置包括一轴承和围绕轴承固定设置的轴承壳体。密封罩固定设置在轴承的外圈。温度传感器及速度传感器的信号和电源是通过一条穿过轴承壳体的径向孔的电缆进行传输的。

然而，来自铁路应用部门对上述解决方案中所存在的轴承故障反馈为电缆会由于轴承壳体上的外圈长期的扭曲而发生断裂。尽管设计者已经对此进行了一些优化设计，例如新增定位销，但是铁路应用部门仍然会收到客户的故障报告。如图1所示，故障情况主要为电缆101的断裂或定位销102的断裂。

有鉴于此，如何有效解决电缆故障问题且保证电源和信号正常传输成为了相关设计者和开发人员的重要研究课题。

发明内容

本申请的目的在于，提供一种用于轨道车辆的无线传感器轮对轴承装置，其通过利用无线耦合方式以获得电源和传输信号。本申请所述轮对轴承装置可以完美解决现有电缆易发生故障的问题，且传感器模块的接口与当前设计保持一致。

根据本发明的一目的，本申请提供了一种用于轨道车辆的无线传感器轮对轴承装置，所述轮对轴承装置包括一用于旋转轴的轴承和一围绕所述轴承固定的轴箱体，其中所述轴承至少包括固定在旋转轴上的内圈和固定在轴箱体上的外圈，所述轮对轴承装置还包括：一传感器装置，用以检测所述轴承的数据信息，并且以无线耦合方式相应地输出一数据信号；以及一处理器装置，用以通过无线耦合方式提供电源至所述传感器装置，并且接收来自于所述传感器装置所输出的数据信号，以获得所述轴承的数据信息，进而监控所述轴承状态。

在基于上述技术方案的基础上，还可以做进一步的改进。

在本申请的一优选实施方式中，在所述外圈上固定设有一轴承密封件，所述轴承密封件用以在所述轴承的轴向端侧密封所述轴承；所述传感器装置安装于所述轴承密封件的外侧面；所述轴箱体至少包括一中间盖，所述处理器装置安装于所述中间盖的径向孔中。

在本申请的一优选实施方式中，所述传感器装置包括速度传感器装置和温度传感器装置中的至少一种传感器装置。

在本申请的一优选实施方式中，所述速度传感器装置包括:一第一充电线圈模块，所述第一充电线圈模块包括第一充电线圈，用以通过第一充电线圈产生并输出第一感应电流；一第一能量存储模块，所述第一能量存储模块包括一第一存储电容，用以根据所接收的第一感应电流，并通过第一存储电容存储第一感应电能；一第一电压调节模块，所述第一电压调节模块包括一第一电压调节电路，用以输出一经调整后的第一电压；一速度感测模块，用以在所述第一电压的作用下，感测所述轴承的速度，并产生相应的速度信号；以及一第一LED驱动模块，所述第一LED驱动模块包括具有第一LED元件的第一LED电路，用以基于所接收的所述速度信号驱动所述第一LED元件，并传输作为数据信号的速度信号。

在本申请的一优选实施方式中，所述速度感测模块包括一磁传感器或一霍尔传感器，用以测量密封元件的转速以相应地获得轴承的速度，其中所述密封元件固接于所述轴承的内圈，且所述密封元件的一表面设有均匀分布的空心孔。