汽车智能轮毂轴承单元监测预警系统技术方案

本发明专利技术涉及轴承的监测系统，汽车智能轮毂轴承单元监测预警系统，包括温度传感器、振动传感器、信号分析芯片和给信号分析芯片供电的电池，温度传感器、振动传感器都与信号分析芯片连接；还包括加密模块、无线发送模块、车载控制器、报警装置和LCD显示器，加密模块安装在信号分析芯片上，无线发送模块与信号分析芯片连接并通过加密模块将分析后的信息发送给车载控制器，LCD显示器与车载控制器连接并显示轴承温度值和振动频率，报警装置与车载控制器连接。轮毂轴承失效前温度平衡的破坏是监测和预警的重要依据，通过本发明专利技术的平台系统的实时监测和及时预警，实现轴承失效的预测和及时维修，很大程度的提高了汽车的安全性和可靠性。

Monitoring and Early Warning System for Automotive Intelligent Hub Bearing Unit

【技术实现步骤摘要】
汽车智能轮毂轴承单元监测预警系统
本专利技术涉及轴承的监测系统，尤其涉及汽车智能轮毂轴承单元监测预警系统。
技术介绍
在我国，民用汽车保有量持续增加。轮毂轴承单元是汽车的一个重要零部件，其主要功能是支撑汽车载荷和引导轮毂转动，需要同时承受径向载荷和轴向载荷，所以轴承的失效要及时预警。轮毂轴承在运转过程中内部零部件之间会发生摩擦碰撞，热量会不断产生与散失，最终会形成热平衡。如果轴承发生内部零件裂纹、断裂、互相胶合、油脂干枯等轴承失效现象，则产热会快速增加，轴承热平衡会被打破，温度会快速上升，最终形成一个新的热平衡，此时的热平衡温度会远高于原平衡，同时轴承高温会进一步破坏轴承零部件，快速打破新平衡及进一步建立更高温度的热平衡，并形成温度的恶性循环。现有的监测系统中检测轴承温度都是间接检测，即温度传感器安装在轴承周边，通过热传导来检测轴承的温度，例如申请号：201711175675.X，专利技术名称：轴承工作状态监控系统。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中检测轴承温度值、和振动值的传感器稳定性差的缺点，提供汽车智能轮毂轴承单元监测预警系统。为了解决上述技术问题，本专利技术通过下述技术方案得以解决：汽车智能轮毂轴承单元监测预警系统，包括直接安装在轴承上的温度传感器、直接安装在轴承上的振动传感器、信号分析芯片和给信号分析芯片供电的电池，温度传感器、振动传感器都与信号分析芯片连接并将监测到的信号传输给信号分析芯片；还包括加密模块、无线发送模块、车载控制器、报警装置和LCD显示器，加密模块安装在信号分析芯片上，无线发送模块与信号分析芯片连接并通过加密模块将分析后的信息发送给车载控制器，LCD显示器与车载控制器连接并显示轴承温度值和振动频率，报警装置与车载控制器连接，报警装置用于提示温度值和振动频率超过了设定值。本专利技术基于轮毂轴承失效前温度平衡的破坏设计了一套解决轮毂轴承失效前的监测预警系统。轮毂轴承失效前温度平衡的破坏是监测和预警的重要依据，通过本专利技术的平台系统的实时监测和及时预警，实现轴承失效的预测和及时维修，很大程度的提高了汽车的安全性和可靠性。作为优选，还包括壳体、隔热垫片、隔热套、信号杆和振动传递金属棒；温度传感器安装在壳体上，信号分析芯片和电池都安装在壳体内，隔热垫片套装在温度传感器上并与壳体的端面连接；隔热套安装在壳体通道的内壁上并与隔热垫片连接，隔热套内的通道上安装有用于固定电池的固定板；信号杆穿过固定板并与其固定连接，信号杆一端穿出隔热垫片与温度传感器固定连接，其另一端与信号分析芯片固定连接，信号杆将温度传感器采集的信号传输给信号分析芯片；振动传递金属棒一端与壳体连接，其另一端与振动传感器连接，振动传感器通过振动传递金属棒采集轴承的振动信号并发送给信号分析芯片分析。信号杆一方面能够将温度传感器采集到的温度信号发送给信号分析芯片，另一方面能够支撑固定板，保证了固定板的稳定性，从而保证了电池的稳定性。隔热套和隔热垫片用于保护其内的电池和信号分析芯片，保证它们能够正常工作，同时隔热垫片还为了防止壳体与轮毂轴承发生钢性碰撞。作为优选，壳体包括螺栓、螺头和盖板，螺栓内设有第一通道，螺头内设有第二通道，盖板盖合第二通道的端口并与螺头固定连接，第一通道与第二通道连通，第一通道的直径小于第二通道的直径，隔热套一端安装在第一通道内，其另一端安装在第二通道内。螺栓和螺头形状的壳体，方便人们安装传感器；传感器隐蔽性能好，防止不法分子破坏。作为优选，固定板安装在第一通道内的隔热套上，信号分析芯片安装在第二通道内的隔热套上。作为优选，振动传感器安装在螺头上，振动传递金属棒容置在第二通道内。本传感器还能够同时检测轴承的振动信号，同一零部件受损前后的形态和构造发生变化，受到相同干扰后所表现的振幅和频域不同，这是监控和区分轮毂轴承零部件受损失效的重要依据。振动传递金属棒安装在第二通道内，一方面结构紧凑，另一方面由于第二通道为独立空间，没有外界干扰，振动传递金属棒检测精度高。作为优选，还包括信号发射天线，信号发射天线安装在螺头上，信号发射天线与信号分析芯片连接，信号发射天线将信号分析芯片分析后的温度信号和振动信号发射出去。信号发射天线能够将信号分析芯片分析后的温度信息和振动信息发送给驾驶室内的中央操控台，方便人们能够及时了解轴承工作环境。作为优选，信号分析芯片与盖板之间的信号杆上固定有轴套，轴套上固定有数量至少为两片的扇叶，盖板上开设有数量至少为两个的第一通风口，盖板的内端面安装有用于盖合第一通风口的第一弹性盖片，轴承单元静止时，第一弹性盖片盖合第一通风口，轴承单元转动时，第一弹性盖片向内打开。隔热套并不是完全隔热，轴承单元转动的时间久了，隔热套内的温度也会不断升高，轴承单元在转动时，第一弹性盖片打开第一通风口，第一通风口使得隔热套与外环形形成对流，达到散热效果，轴套及其上扇叶与信号杆固定连接，其随着轴承转动而转动，扇叶转动加速隔热套内的空气对流，从而加速散热。作为优选，螺头为六角螺头，螺头的每一个侧面都设有安装槽，安装槽的底面设有与隔热套连通的第二通风口，安装槽内安装有用于盖合第二通风口的第二弹性盖片，轴承单元静止时，第二弹性盖片盖合第二通风口，轴承单元转动时，第二弹性盖片打开。由于轴承转动时，产生离心作用，第二弹片被甩开，隔热套内的空气可以通过第二通风口进行换气散热，进一步加快了隔热套内的热量散去。还括轴承外壳，轴承外壳上设有第一凹槽，第一凹槽的底面设有第二凹槽，温度传感器安装在第二凹槽内，壳体安装在第一凹槽内并与轴承外壳螺纹连接。传感器与轴承外壳螺纹连接，传感器拆装方便，温度传感器与第二凹槽接触面积广，温度传感器检测效果好。作为优选，轴承外壳内设有第一安装孔，第一安装孔内安装有第一内圈，第一内圈与轴承外壳之间安装有形状为圆锥形的第一保持架，第一保持架上安装有第一滚子；轴承外壳内设有第二安装孔，第二安装孔与第一安装孔连通，第二安装孔内安装孔有第二内圈，第二内圈与轴承外壳之间安装有形状为圆锥形的第二保持架，第二保持架上安装有第二滚子。本专利技术由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：轮毂轴承失效前温度平衡的破坏是监测和预警的重要依据，通过本专利技术的平台系统的实时监测和及时预警，实现轴承失效的预测和及时维修，很大程度的提高了汽车的安全性和可靠性。传感器嵌入到轮毂轴承上，传感器检测的精准度高，系统能够记录和实时显示轮毂轴承单元温度信息，并及时预警失效的轮毂轴承单元。附图说明图1是本专利技术系统框架的结构示意图。图2是本专利技术中传感器的结构示意图。图3是图2中壳体的结构示意图。图4是专利技术中轮毂轴承单元和传感器装配结构示意图。图5是图4中轮毂轴承单元的剖视结构示意图。以上附图中各数字标号所指代的部位名称如下：其中，10—壳体、11—温度传感器、12—信号分析芯片、13—电池、14—信号杆、15—固定板、16—振动传递金属棒、17—振动传感器、19—轴承外壳、20—第一内圈、21—第一保持架、22—第一滚子、23—第二内圈、24—第二保持架、25—第二滚子、26—隔热垫片、27—轴套、28—扇叶、29—第二弹性盖片、30—隔热套、31—加密模块、32—无线发送模块、33—车载控制器、34—报警装置、35—LCD显示器、36—转速传感器、101—螺栓本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.汽车智能轮毂轴承单元监测预警系统，包括直接安装在轴承上的温度传感器(11)、直接安装在轴承上的振动传感器(17)、信号分析芯片(12)和给信号分析芯片(12)供电的电池(13)，温度传感器(11)、振动传感器(17)都与信号分析芯片(12)连接并将监测到的信号传输给信号分析芯片(12)；其特征在于：还包括加密模块(31)、无线发送模块(32)、车载控制器(33)、报警装置(34)、LCD显示器(35)和转速传感器(36)，加密模块(31)安装在信号分析芯片上，无线发送模块(32)与信号分析芯片(12)连接并通过加密模块(31)将分析后的信息发送给车载控制器(33)，LCD显示器(35)与车载控制器(33)连接并显示轴承温度值和振动频率，报警装置(34)与车载控制器(33)连接，报警装置(34)用于提示温度值和振动频率超过了设定值，转速传感器(36)与信号分析芯片(12)连接，信号分析芯片(12)通过转速信号控制温度传感器(11)采集和无线发送模块(32)发送。

【技术特征摘要】
1.汽车智能轮毂轴承单元监测预警系统，包括直接安装在轴承上的温度传感器(11)、直接安装在轴承上的振动传感器(17)、信号分析芯片(12)和给信号分析芯片(12)供电的电池(13)，温度传感器(11)、振动传感器(17)都与信号分析芯片(12)连接并将监测到的信号传输给信号分析芯片(12)；其特征在于：还包括加密模块(31)、无线发送模块(32)、车载控制器(33)、报警装置(34)、LCD显示器(35)和转速传感器(36)，加密模块(31)安装在信号分析芯片上，无线发送模块(32)与信号分析芯片(12)连接并通过加密模块(31)将分析后的信息发送给车载控制器(33)，LCD显示器(35)与车载控制器(33)连接并显示轴承温度值和振动频率，报警装置(34)与车载控制器(33)连接，报警装置(34)用于提示温度值和振动频率超过了设定值，转速传感器(36)与信号分析芯片(12)连接，信号分析芯片(12)通过转速信号控制温度传感器(11)采集和无线发送模块(32)发送。2.根据权利要求1所述的汽车智能轮毂轴承单元监测预警系统，其特征在于：还包括壳体(10)、隔热垫片(26)、隔热套(30)、信号杆(14)和振动传递金属棒(16)；温度传感器(11)安装在壳体(10)上，信号分析芯片(12)和电池(13)都安装在壳体(10)内，隔热垫片(26)套装在温度传感器(11)上并与壳体(10)的端面连接；隔热套(30)安装在壳体(10)通道的内壁上并与隔热垫片(26)连接，隔热套(30)内的通道上安装有用于固定电池(13)的固定板(15)；信号杆(14)穿过固定板(15)并与其固定连接，信号杆(14)一端穿出隔热垫片(26)与温度传感器(11)固定连接，其另一端与信号分析芯片(12)固定连接，信号杆(14)将温度传感器(11)采集的信号传输给信号分析芯片(12)；振动传递金属棒(16)一端与壳体(10)连接，其另一端与振动传感器(17)连接，振动传感器(17)通过振动传递金属棒(16)采集轴承的振动信号并发送给信号分析芯片(12)分析。3.根据权利要求1所述的汽车智能轮毂轴承单元监测预警系统，其特征在于：壳体(10)包括螺栓(101)、螺头(102)和盖板(103)，螺栓(101)内设有第一通道(1011)，螺头(102)内设有第二通道(1021)，盖板(103)盖合第二通道(1021)的端口并与螺头(102)固定连接，第一通道(1011)与第二通道(1021)连通，第一通道(1011)的直径小于第二通道(1021)的直径，隔热套(30)一端安装在第一通道(1011)内，其另一端安装在第二通道(1021)内。4.根据权利要求3所述的汽车...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔辰寰，雷良育，胡永伟，于中洲，陈锋，
申请(专利权)人：浙江兆丰机电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33