CN114556066A - 具有集成传感器模块的载荷感测轴承 - Google Patents

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Abstract

轴承组件可以包括保持在轴承外壳中的孔内的集成传感器模块。传感器模块包括至少一个应变仪，该应变仪被定向为感测作用在轴承外壳上的压力载荷。传感器模块可以在轴向压力载荷下保持在孔内。传感器模块可以包括电源和用于将指示压力载荷的信息传输到外部仪器或其他系统的有线或无线通信模块。

Description

具有集成传感器模块的载荷感测轴承
相关申请的交叉引用
在与本申请一起提交的申请数据表中标识了外国或国内优先权要求的任何和所有申请在此通过引用根据37 CFR 1.57并入本文。
本申请要求于2019年8月6日提交的题为LOAD SENSING BEARING WITH SENSORMODULE的美国临时申请No.62/883,577的权益，其公开内容通过引用整体并入。
技术领域
本发明总体上涉及具有集成传感器的轴承组件，并且特别地涉及具有传感器的轴承组件，该传感器被配置为在轴承组件操作时测量轴承组件上的载荷。
背景技术
经常需要在轴承工作时知道轴承上的载荷量。在一些布置中，轴承上的载荷的测量可能需要在可以进行载荷测量之前将轴承的操作暂停并部分或完全地从安装表面分离或卸载。如果需要轴承机构的连续操作，进行这样的测量可能会导致问题。此外，某些机构的关闭和重新启动可能会对机构的各个组件造成压力。例如，在该机构包括诸如旋转生物收集器的旋转结构的实施例中，停止会导致在旋转部件上的不均匀分布中的不希望的材料堆积，这会影响旋转结构的长期性能。
发明内容
在第一广义方面，提供了一种载荷感测轴承组件，包括：轴承外壳；保持在轴承外壳内的轴承元件；形成在轴承外壳中的传感器孔，该孔位于轴承外壳和轴承外壳的安装表面之间；设置在孔内的传感器模块，传感器模块包括：传感器销，其尺寸设计成适配在传感器孔内；以及应变仪，由传感器销支撑并定向以提供作用在轴承组件上的压力载荷的指示。
在传感器孔和轴承元件之间延伸的轴承外壳的一部分可以是连续结构。轴承组件可以包括至少一个保持机构，该保持机构被配置为当传感器销设置在传感器孔内时保持传感器销上的轴向压力载荷。传感器销可以具有锥形外轮廓。传感器销可以包括至少一个大致平坦的安装表面，并且其中应变仪安装在大致平坦的安装表面上。
应变仪包括多个细长迹线，这些迹线定向在大致垂直于轴承元件的旋转轴线的方向上。传感器孔可以在基本上平行于轴承元件的旋转轴线的方向上延伸。在一些实施例中，传感器孔包括通孔。在某些变型中，传感器孔包括盲孔。
传感器模块还可以包括控制器，其被配置为调节来自应变仪的信号；电源；以及通信模块。通信模块可以包括无线通信模块。传感器模块还可以包括第二应变仪，该第二应变仪被定向为对作用在轴承组件上的压力载荷不响应。
在另一个广义方面，提供了一种传感器模块，该传感器模块被配置为集成地安装在传感器外壳中的传感器孔中，该传感器模块包括：沿纵向轴线延伸的传感器销；安装表面；应变仪，由安装表面支撑并且包括在大致垂直于传感器销的纵向轴线的方向上定向的多个细长迹线，应变仪被配置为提供在垂直于轴承的纵向轴线的方向上作用在传感器销上的压力载荷的输出；电源；以及通信模块，其被配置为传输指示作用在传感器销上的压力载荷的信息。
安装表面可以包括大致平坦的安装表面。传感器销可以具有锥形外轮廓。通信模块可以包括无线通信模块。传感器模块还可以包括第二应变仪，该第二应变仪被定向为对沿垂直于轴承的纵向轴线的方向作用在传感器销上的压力载荷不响应，第二应变仪包括在大致垂直于传感器销的纵向轴线的方向上定向的多个细长迹线。
在另一个广义方面，提供了一种将传感器模块集成地安装到轴承组件中的方法，所述轴承组件包括轴承外壳、保持在所述轴承外壳内的轴承元件以及形成在所述轴承外壳中的传感器孔，所述方法包括：将传感器模块插入轴承外壳中的传感器孔中，所述传感器模块包括尺寸设计成适配在所述传感器孔内的传感器销；以及由传感器销支撑并被定向为提供作用在轴承组件上的压力载荷的指示的应变仪；以及将传感器模块固定在传感器孔内的适当位置。
将所述传感器模块插入所述轴承外壳中的传感器孔中可以在所述轴承组件被固定到外部安装表面时执行。将所述传感器模块插入所述轴承外壳中的传感器孔中可以在所述轴承组件在操作中时执行。
该方法还可以包括在将所述传感器模块插入所述轴承外壳中的传感器孔中之前，在已安装的轴承组件的轴承外壳中形成所述传感器孔。将所述传感器模块固定在所述传感器孔内的适当位置还可以包括使用固定机构将所述传感器模块固定在适当位置以使得所述传感器销处于轴向压力载荷下。
附图说明
本公开的前述和其他特征将结合附图从以下描述和所附权利要求中变得更加明显。理解这些附图仅描绘了根据本公开的几个实施例并且不应被认为是对其范围的限制，将通过使用附图以附加的特异性和细节来描述本公开。在以下详细描述中，参考了构成其一部分的附图。在附图中，相似的符号通常标识相似的组件，除非上下文另有说明。
图1是示意性地示出与分立的测压传感器组件一起安装的轴承组件的前视图。
图2A是示意性地示出包括集成传感器模块的轴承组件的前视图。图2B是示意性地示出沿通过轴承组件的轴承元件的旋转轴线的垂直平面截取的图2A的轴承组件的横截面视图。图2C是示意性地示出图2A的轴承组件的分解横截面视图，其中所示的传感器模块已从轴承外壳中移除。图2D是包括多个应变仪的传感器模块的另一个实施例的侧视图。
图3示意性地示出了智能传感器模块。
图4A是示出传感器销的实施例的透视图。图4B是从与图4A的传感器销的相对侧看的图4A的传感器销的另一个透视图。图4C是从沿传感器销的纵向轴线的一点观察的图4A的传感器销的端视图。图4D是图4A的传感器销的侧视图。图4E是图4A的传感器销的俯视图。
图5是示出传感器销的一个实施例的透视图，该传感器销包括中心突出部分。
图6A是示出包括跨中切口的传感器销的另一实施例的透视图。图6B是从图6A的传感器销的相对侧看的图6A的传感器销的另一个透视图。图6C是从沿传感器销的纵向轴线的一点观察的图6A的传感器销的端视图。图6D是图6A的传感器销的侧视图。图6E是图6A的传感器销的仰视图。
图7是示出传感器销的另一个实施例的透视图，该传感器销包括纵向延伸的中心肋部分。
图8是示出传感器销的另一实施例的透视图，该传感器销具有C形横截面形状。
图9是示出传感器销的另一实施例的透视图，该传感器销具有带有截头侧的C形横截面形状。
图10是示出传感器销的另一实施例的透视图，其部分具有I形横截面形状。
图11是示出传感器销的另一实施例的透视图，其部分具有T形横截面形状。
图12是示出传感器销的另一实施例的透视图，其部分具有T形横截面形状。
图13是示意性地示出包括横向偏移集成传感器模块的轴承组件的前视图。
具体实施方式
图1是示意性地示出了与离散的测压传感器组件一起安装的轴承组件的透视图。轴承组件100包括支撑轴承元件120或保持在其中的轴承插入件的轴承外壳110。在所示实施例中，轴承外壳110是分体式轴承外壳，包括通过多个外壳螺栓114或其他合适的紧固件或其他固定机构固定到下外壳部分116b的上外壳部分116a，以在其间固定轴承元件120。然而，在其他实施例中，可以使用其他轴承设计。轴承元件120又可以支撑轴杆或轮轴102。
在一些实施例中，轴承组件100可以用在废水处理产业中，例如用在旋转生物收集器(RBC)的支撑轴承中。RBC可以类似于从灰水中分离固体的水轮，并且可以串联运行以分离更细的颗粒。RBC遭受未知的和偏心的载荷。可以定期测量这些载荷以监测RBC的状态。
在所示实施例中，轴承组件100不是直接安装在支撑块190或其他外部安装表面上，而是安装在离散的测压传感器组件170或其他载荷感测结构上，该结构可以包括液压测压传感器180。液压测压传感器180包括活塞182或覆盖液压室184的其他支撑平台，该液压室184与压力表186流体连通。轴承组件100可以在液压顶起轴承组件100以及其上支撑的载荷之前被部分拆卸以经由测压传感器180测量系统上的载荷。
然而，这种测量会耗费大量劳力，并且可能需要例如松开安装螺栓104以操作液压测压传感器180以获得载荷读数。此外，轴承100的安装结构可能需要改变以适应测压传感器组件170的放置。包含离散的测压传感器组件170会增加轴承安装结构的总高度，并且由于增加的高度需要进一步调整。此外，与轴承组件100的总操作寿命相比，测压传感器组件的操作寿命可能较短，因为液压测压传感器可能是脆弱的，并且会在更稳健的轴承组件的使用寿命之前大大劣化。液压测压传感器180的相对较短的寿命会导致在轴承组件100的寿命期间对测压传感器组件170进行一次或多次耗费大量劳力的更换。
在其他实施例中，可以使用可直接集成到轴承外壳中的替代感测结构。通过将感测结构集成到轴承外壳本身中，可以在不改变轴承组件的安装布置的情况下包括感测结构。在一些实施例中，感测结构可以利用比液压测压传感器更稳健的传感机构，从而提供更长的使用寿命。在一些实施例中，感测结构可用于在系统操作期间测量系统上的载荷。在一些实施例中，感测结构可用于测量系统上的载荷，而无需手动操作传感器或手动调整传感器组件。在各种实施例中，感测结构可以安装到轴承外壳中和/或从轴承外壳中移除出(例如，与其分离)，而无需移除安装螺栓。
图2A是示意性地示出包括集成传感器模块的轴承组件的前视图。图2B是示意性地示出沿通过轴承组件的轴承元件的旋转轴线的垂直平面截取的图2A的轴承组件的横截面视图。图2C是示意性地示出图2A的轴承组件的分解横截面视图，其中所示的传感器模块已从轴承外壳中移除。图2D是包括多个应变仪的传感器模块的另一个实施例的侧视图。
轴承组件200包括轴承外壳210，该轴承外壳210具有保持在轴承外壳210中的孔212内的轴承元件220。类似于图1的轴承外壳110，轴承外壳210也被示为分体式轴承外壳，其上外壳部分216a通过外壳螺栓114固定到下外壳部分216b，尽管也可以使用各种各样的其他外壳设计。在所示实施例中，轴承组件200被描绘为带座轴承，但也可以使用其他合适的轴承组件设计。所示实施例中的轴承元件220包括外圈222、内圈224和设置在内圈224和外圈222之间的多个滚动元件226，以促进内圈224围绕轴承元件220的旋转轴线228的旋转。特别地，轴承元件220的旋转轴线228可以对应于内轴承元件或环(例如内圈224)的旋转轴线。所示出的轴承元件220是一种示例性设计，但是根据轴承组件200的操作条件和其他因素，也可以使用各种各样的其他轴承元件类型和设计。轴承组件200可用于各种各样的应用和产业，例如废水处理产业(例如，在RBC的支撑轴承中)。
在所示实施例中，轴承外壳210包括围绕轴承元件220延伸的连续结构，尽管在其他实施例中，轴承外壳可以包括多部分结构，而不是单一结构。例如，轴承外壳可以包括固定到下部以将轴承元件220保持在其间的上部。尽管以竖直方向示出，但在其他实施例中，轴承外壳可以以其他方向固定到外部安装表面290。例如，外部安装表面290可以是基本上垂直的表面，使得轴承组件200安装在其侧面。在其他实施例中，轴承组件200可以以任何合适的角度安装到外部安装表面290。
轴承外壳210包括传感器模块250，传感器模块250设置在传感器孔240或轴承外壳210内的其他槽或孔内。在所示实施例中，传感器模块250位于轴承组件200的中心线下方。传感器孔240的纵向轴线244可以大致平行于轴承元件220的旋转轴线228延伸和/或大致垂直对齐轴承元件220的旋转轴线228。传感器模块250与轴承外壳210是一体的(例如，安装在其中)。在所示实施例中，轴承外壳210的连续实心部分在传感器孔240和轴承元件220的部件(例如外圈222)之间延伸。为了清楚起见，图2B和2C中示出传感器模块250的侧视图，而不是用于示出轴承组件200的其余部分的横截面视图，以便可以显示应变仪270的示例性位置，因为应变仪270可以位于通过轴承元件的旋转轴线的垂直平面之外。
传感器模块250包括支撑件，例如传感器销260，以及由传感器销260支撑的至少一个载荷传感器，例如应变仪270。应变仪270可以设置在传感器销260的安装表面266上。安装表面266可以是平面安装表面。应变仪270可以包括多个迹线元件272。应变仪270可以被定向为使得当传感器模块250安装在传感器孔240内时迹线元件272通常垂直定向，以允许应变仪270提供系统上的压力载荷的指示。
应变仪270可以定位在轴承组件200的施加载荷下方。例如，应变仪270可以位于轴承组件200中，使得应变仪270记录施加到轴承外壳的载荷，例如由轴杆或轮轴施加的压力或其他载荷。应变仪270可纵向居中定位在轴承外壳210和/或孔240内。在一些实施例中，例如所示实施例，传感器孔240完全或几乎完全延伸通过轴承外壳210。如图2B所示，应变仪270可以位于传感器孔240的纵向中点附近。然而，在其他实施例中，应变仪270可以位于其他位置。
传感器模块250可以通过诸如螺母254的保持元件保持在传感器孔240内，该保持元件可以具有螺纹部分以接合传感器孔240或传感器销260中的一者或两者以将传感器模块250保持在适当位置。在其他实施例中，可以使用其他合适的保持结构，包括螺纹插入件、开口销、螺纹销或用于将传感器模块250保持在适当位置的任何其他合适的机构。在一些实施例中，可以在延伸穿过轴承外壳210的传感器孔240的两端提供诸如保持螺母254的保持机构。
在一些实施例中，传感器销260可以包括轻微的锥度。在靠近传感器销260的近端262的位置处的横截面直径d1可以大于在靠近传感器销260的远端262的位置处的横截面直径d2。轴承外壳210中的传感器孔240可以具有相似或匹配的锥形形状以确保传感器销260的一个或多个外表面与传感器孔240的内表面242之间的紧密配合和/或配合邻接。传感器模块250和孔210可以以这样的方式设计以实现传感器销260和轴承外壳210之间的线对线接触或轻微的过盈配合。特别地，应变仪270安装在其上的传感器销260的平面安装表面266的边缘可以与传感器孔240的内表面接触。
除了传感器销260和传感器孔240的锥形形状之外，传感器销260的一个或多个外表面与传感器孔240的内表面242的接合可以通过维持传感器销260在轴向压力载荷下来促进。在这样的轴向压力载荷下，传感器销260的横截面形状可以扩大以确保传感器销260和传感器孔240的内表面242之间的接触。这种轴向压力载荷可以例如通过使用螺纹保持螺母254或其他合适的保持结构来提供。然而，在其他实施例中，传感器销260不需要在轴向压力载荷下。在传感器销260和传感器孔240的尺寸被设计成紧密配合的一些实施例中，传感器销260可以在轴向拉伸载荷下而不影响传感器销260的配合。例如，在传感器销260在每一端使用螺纹螺母或其他固定机构固定在适当位置的实施例中，传感器销260可以在轴向拉伸载荷下，并且可以保持传感器销260和传感器孔240之间的紧密配合。
当传感器模块250固定在传感器孔240内时，由轴承组件(例如，来自轴杆或轮轴)200上的载荷导致的外壳210上的应变传递到传感器主体260，导致传感器主体260中的相应应变。传感器模块250的应变仪270可以提供传感器主体应变大小的指示。该测量可以在轴承组件200操作时执行，从而允许在不关闭耦合到轴承组件200或由轴承组件200支撑的机器或以其他方式改变机器的状态的情况下进行载荷测量。
在一些实施例中，传感器模块250可以包括一个或多个附加传感器，例如附加应变仪。图2D是包括两个应变仪的传感器模块的另一个实施例的侧视图。例如，在一些实施例中，第二应变仪274可以安装在第二应变仪274对作用在轴承上的压力载荷不响应的方向上。在一些这样的实施例中，这样的应变仪274可以安装在相同的安装表面266或平行的安装表面上，并且被定向为使得第二应变仪274的细长迹线276或导线垂直于主要应变仪270的细长迹线272或导线定向。例如，第二级补偿应变仪274的细长迹线276不是定向在垂直于轴承元件的旋转轴线的方向上，而是平行于轴承元件的旋转轴线定向。例如，这种补偿应变仪274的输出可用于提供传感器销260中的应变的指示，该应变是由响应于温度变化的传感器销的热膨胀引起的。除了或代替补偿应变仪，一些实施例可以包括温度传感器。
在一些实施例中，传感器模块250可以是智能模块，其除了应变仪270之外还可以包括例如电源和通信模块278。在其他实施例中，传感器模块250可以包括应变仪270以及连接器，其使传感器模块250能够连接到另一个仪器或装置，该仪器或装置可以利用传感器模块的应变仪270来测量轴承组件200上的载荷。
图3示意性地示出了智能传感器模块350，其包括除了应变仪370之外的附加部件。特别地，图3中示出的智能传感器模块350的实施例包括控制器372，其可以包括与应变仪370和/或其他传感器(例如，附加应变仪、温度传感器等)电通信的处理器、控制电路或其他合适的电子封装。智能传感器模块350还包括与控制器372电通信的电源374。电源374可以是电池、有线电源或任何其他合适的电源。控制器372可以调节从应变仪370接收的信号以获得指示轴承上的载荷的输出。
在一些实施例中，控制器372或其他合适的电子部件或部件可以将应变仪370的输出存储在存储器376中以供以后处理，例如以提供轴承的操作历史的记录。在一些实施例中，控制电路372可以使用通信模块378将输出数据传输到另一个仪器或装置。在一些实施例中，通信模块378可以是无线通信模块，并且可以包括被配置为使用任何合适的无线通信协议无线传输数据的发射器或收发器。在一些实施例中，通信模块378可以是有线通信模块，其被配置为使用任何合适的通信协议通过有线连接传输数据。该数字化测量数据可以提供给远程和/或集中式仪器、装置、系统或位置，用于监测和分析，例如检测操作趋势。例如，传感器模块可以与安装有旋转生物接触器的Sensi-TorqTM系统结合使用，以补充由Sensi-TorqTM系统执行的数据收集或分析。
在一些实施例中，传感器模块350可以被配置为向外部系统或仪器提供特定数据的详细输出。例如，传感器模块350可以被配置为发送载荷数据、电池数据或温度数据或任何其他类型的数据中的一个或多个。在一些实施例中，传感器模块350可被配置为直接提供此类信息，而在其他实施例中，传感器模块可被配置为提供信息、数据或指示此类信息的信号，例如直接的传感器输出或部分处理或调节后的传感器输出，用于通过外部系统或仪器进行进一步调节或校准。由传感器模块350提供的输出指示可用于例如数据分析以检测轴承组件的载荷趋势。这种分析可以远程执行和/或在传感器模块350本身内执行。
在一些实施例中，由传感器模块350提供的载荷信息可以指示轴承组件上的总载荷。然而，在其他实施例中，由传感器模块350提供的载荷信息的性质可能部分取决于传感器模块350相对于施加到传感器模块350的载荷的偏心度的采样率。例如，在一些实施例中，传感器模块350可以具有大于由轴承组件支撑的旋转机构的旋转速率的采样率。在这样的实施例中，传感器模块350可以提供表示轴承组件上的偏心载荷的输出，以补充或代替表示轴承组件上的总载荷的输出。在其他实施例中，如果采样窗口与由轴承组件支撑的旋转机构的旋转周期相比较短，即使采样率不是，载荷输出也可以被分析以提供对除了轴承上的总载荷以外的轴承上的偏心载荷的指示。
在其他实施例中，传感器模块350可以被配置为提供轴承组件的状态的一般指示。例如，传感器模块350可以被配置为提供轴承组件是在可接受的范围内加载还是过载的一般指示。此外，传感器模块350可以被配置为提供轴承组件上的载荷是否接近过载状态的指示。在一些实施例中，除了某些详细的输出信息之外，还可以提供这种普遍性的指示。
尽管示意性地示出为单个结构的部件，但是智能传感器模块350的某些部件可以被配置为保持在传感器孔之外的位置中。例如，在通信模块378是无线通信模块的实施例中，当智能传感器模块350安装在传感器孔中时，通信模块378的全部或部分可以位于或延伸到传感器孔之外。在其他实施例中，通信模块378可以通过合适长度的导线连接到智能传感器模块350的其他部件，从而允许将通信模块378放置在合适的位置以传输无线信号。
在一些实施例中，可以使用附加信息来将应变仪输出与轴承载荷的大小相关。在一些实施例中，该相关信息可以至少部分地基于轴承和传感器模块的设计来确定。在其他实施例中，相关信息可以根据经验确定，例如通过使用校准程序，在该校准程序中，在已知的施加载荷下，传感器模块的响应被测量。在一些实施例中，该校准过程可以在智能轴承组件完全安装之前执行，而在其他实施例中，该校准过程可以在智能轴承组件安装之后执行。在一些实施例中，可以在安装智能轴承组件之后执行校准过程以补偿或以其他方式确定或计算将在使用中施加到轴承组件的静载荷。例如，由轴承组件支撑的RBC的重量可能会导致系统出现非操作偏差或静载荷。基于该补偿的确定和/或补偿可以允许数据审查者基于零点值审查载荷信息。此外，在卸载后，数据可能会偏离这种偏差，这可能会提供一个有用的数据点来确定是否应该执行额外的校准，或者系统是否保持正确校准。
在一些实施例中，轴承组件可以制造为具有传感器孔或槽，并且可以提供尺寸设计成装配在其中的传感器模块。在这样的实施例中，可能需要很少校准或不需要校准。在一些实施例中，轴承外壳被模制、铸造或以其他方式形成有所包括的孔。
在其他实施例中，传感器模块可以被改装到现有轴承组件中，例如通过在现有轴承外壳中形成传感器孔或槽并且在其中安装传感器模块。在一些实施例中，该安装可以就地执行，而无需卸载现有的轴承组件。在各种实施例中，传感器模块被配置为在不松开和/或移除安装螺栓104和/或移动外壳110的情况下安装。在若干实施方式中，在操作使用中，传感器模块被接收在轴承外壳110内和/或未定位在轴承外壳110下方(例如，不在轴承外壳110的一个或多个脚上或脚下)。
集成传感器模块，例如本文所述的传感器模块的实施例，其利用安装在轴承外壳中的孔或槽内的应变仪，可以比其他载荷感测机构更稳健、方便、可维修和/或准确，例如位于轴承外壳下方或不属于轴承外壳本身的一部分的液压测压传感器和/或传感器模块。集成传感器模块可以具有更长的操作寿命。除了应变仪的相对稳健性之外，在孔内安装应变仪还可以保护应变仪免受损坏，进一步延长传感器模块的寿命。控制电路需要很少的电力来操作，电池可以长时间提供电力而无需更换。在一些实施例中，传感器模块可以由外部供电，这可以进一步增加装置的操作寿命。
此外，如果需要，轴承组件可以在现场轻松维修或更换，而无需将轴承组件从外部安装表面拆下以更换传感器模块。在某些情况下，可以执行这样的修理或更换，而无需暂停轴承组件或相关机械的操作和/或无需移动(例如，升高)轴承组件或机械。
尽管最初在旋转生物连接器的背景下进行了描述，但是集成传感器模块的实施例可以与大量其他轴承机构和系统结合使用。因为可以在不改变轴承底座的高度或其他结构的情况下安装这种集成传感器模块，所以本文所述类型的集成载荷传感器模块可以容易地结合到其他系统中。例如，集成传感器模块的实施例可以集成到电机中以感测作用在电机上的载荷。集成传感器模块的实施例也可以集成到传送机构的部件中，例如传送机构的拖尾轴承中。
图4A是示出传感器销的实施例的透视图。图4B是从与图4A的传感器销的相对侧看的图4A的传感器销的另一个透视图。图4C是从沿传感器销的纵向轴线的一点观察的图4A的传感器销的端视图。图4D是图4A的传感器销的侧视图。图4E是图4A的传感器销的俯视图。图4A的传感器销460包括中心部分486、在近端462和中心部分486之间延伸的近侧部分482以及在中心部分486和远端464之间延伸的远侧部分484。在一些实施例中，近侧部分482和远侧部分486可以包括轻微的锥形，使得它们每个都具有截头圆锥形状。
中心部分486包括第一和第二大致平坦的面446a和466b，它们可以彼此平行地延伸。第一面446a和第二面446b中的一个或两个可以用作应变仪的安装表面。在一些实施方式中，销可以包括一个或多个槽。例如，如图所示，中心部分486可以包括槽。
在一些实施例中，中心部分486可以具有在至少一些位置延伸超过由近侧部分482和远侧部分484的外表面限定的共同截头圆锥形状的外径。中心部分486的至少一部分可以从传感器销460的纵向相邻部分突出。在给定传感器销460和传感器销460位于其中的传感器孔的合适尺寸的情况下，该突起可以确保其上设置有应变仪的传感器销的截面与传感器孔的内表面接触。这种布置可以通过应变仪集中载荷。
图5是示出传感器销的另一实施例的透视图。图5的传感器销560还包括中心部分586、在近端562和中心部分586之间延伸的近侧部分582、以及在中心部分586和远端564之间延伸的远侧部分584。在所示实施例中，单个大致平坦的面566在中心部分586中是可见的，但在一些实施例中，类似的大致平坦的面可以形成在中心部分586的相对侧上。
传感器销560与图4A的传感器销460的不同之处在于中心部分586不从传感器销560的纵向相邻部分突出。相反，中心部分586与近侧部分582和远侧部分586共享共同的截头圆锥形轮廓。传感器销560不同于图4A的传感器销460也在于限定大致平坦的面566的凹口比限定图4A的传感器销460的大致平坦的面466a的凹口浅。因此，在给定传感器销的相似整体尺寸的情况下，大致平坦的面566的高度比图4A的传感器销460的大致平坦的面466a的短。
图6A是示出传感器销的另一实施例的透视图。图6B是从图6A的传感器销的相对侧看的图6A的传感器销的另一个透视图。图6C是从沿传感器销的纵向轴线的一点观察的图6A的传感器销的端视图。图6D是图6A的传感器销的侧视图。图6E是图6A的传感器销的仰视图。图6A的传感器销660还包括中心部分686、在近端662和中心部分686之间延伸的近侧部分682、以及在中心部分686和远端664之间延伸的远侧部分684。
传感器销660与图5的传感器销560的不同之处在于，限定中心部分686的一个或多个凹口更深并且纵向更长，使得大致平坦的面666的尺寸在纵向和横向上都比图5的大致平坦的面566大。这样的布置可以允许使用定向为垂直于传感器销660的纵向轴线的较大应变仪，并且还可以促进在传感器销的单个安装表面上包括彼此相邻的多个应变仪，例如图2D的实施例中所示。
在一些实施例中，中心部分666可以包括仅在中心部分686的一侧上的凹口。在其他实施例中，中心部分686还可以包括在中心部分686的相对侧上的凹口，限定了一个平行于大致平坦的面666的第二大致平坦的面。
图7是示出传感器销的另一实施例的透视图。图7的传感器销760还包括中心部分786、在近端762和中心部分786之间延伸的近侧部分782、以及在中心部分786和远端764之间延伸的远侧部分784。
图7的传感器销760在某些方面类似于图4A的传感器销460在于，中心部分786在某些方向上径向向外延伸比传感器销760的纵向相邻部分的部分更大的距离。然而，传感器销760的近侧部分782和远侧部分786不是径向对称的。相反，传感器销760的近侧部分782和远侧部分786还包括径向部分，其径向向外延伸比这些部分的其他径向部分更大的距离。传感器销760因此具有沿传感器销760的纵向长度延伸的中心肋部分，其径向向外延伸的距离比到中心肋部分的任一侧的部分更大。
图8是示出传感器销的另一实施例的透视图。图8的传感器销860还包括中心部分886、在近端862和中心部分886之间延伸的近侧部分882、以及在中心部分886和远端864之间延伸的远侧部分884。然而，传感器销860与先前讨论的传感器销的实施例的不同之处在于，传感器销860沿其纵向长度的至少一部分具有C形横截面形状。传感器销860还包括与横截面C形的开口侧相对的凹口，该凹口限定了大致平坦的面866。
在C形横截面形状与沿传感器销860的长度的总宽度成比例的实施例中，横截面C形可以约束凹口的深度。然而，在其他实施例中，横截面C形可以沿着传感器销860的纵向长度在一个或多个维度上变化，并且在一些实施例中可以仅存在于沿着传感器销860的纵向长度的某些位置处。在这样的实施例中，可以使凹口比图8的实施例中所示的更深。在一些实施例中，传感器销860的C形内的内部空间允许传感器销860在插入传感器孔时向内变形，从而导致向外偏压，从而提供传感器销860靠在传感器孔的内表面上的更紧密配合。在一些实施例中，传感器销860在空载状态下的外部尺寸可以大于传感器销860在传感器孔内的安装位置中的传感器孔的相应内部尺寸。
图9是示出传感器销的另一实施例的透视图。图9的传感器销960类似于图8的传感器销860，除了代替限定中心部分866的离散凹口，传感器销960具有从近端962到远端964延伸传感器销960的纵向长度的大致平坦的面966。
图10是示出传感器销的另一实施例的透视图。图10的传感器销1060包括中心部分1086、在近端1062和中心部分1086之间延伸的近侧部分1082、以及在中心部分1086和远端1064之间延伸的远侧部分1084。中心部分1086包括第一和第二大致平坦的面1066a和1066b。近侧部分1082和远侧部分1084具有大致I形的横截面形状。在所示实施例中，I形横截面的窄部分由纵向延伸的凹口限定，该凹口限定了分别与第一和第二大致平坦的面1066a和1066b共面的纵向延伸部分。
图11是示出传感器销的另一实施例的透视图。图11的传感器销1160包括中心部分1186、在近端1162和中心部分1186之间延伸的近侧部分1182、以及在中心部分1186和远端1164之间延伸的远侧部分1184。中心部分1186包括第一和第二大致平坦的面1166a和1166b。近侧部分1182和远侧部分1184具有大致X形或T形的横截面形状。在所示实施例中，X形或T形横截面的窄部分被限定为分别与第一和第二大致平坦的面1166a和1166b共面的纵向延伸部分。在各种实施方式中，传感器销可以包括一个或多个耳部。如图所示，耳部可以包括向外延伸的凸缘。耳部的外端可以被配置为接合(例如，抵靠)传感器孔240的内部。这可以促进传感器销从孔的安装和/或移除和/或载荷(例如，压力和/或振动载荷)到传感器销的传输。在一些实施方式中，孔和销可包括接口结构，其控制孔内的销的方向，例如允许销仅以某个或多个旋转方向插入孔中。例如，销可以包括突起并且孔可以包括接收突起的通道(例如，仅在一个旋转方向上)，反之亦然。在某些实施方式中，销和孔包括使销能够旋入孔中的螺纹。
图12是示出传感器销的另一实施例的透视图。传感器销1260具有从近端1262向远端1264延伸传感器销1260的纵向长度的大致平坦的面1266。如图12所示，传感器销1260的至少一部分具有大致为T形的横截面形状，具有垂直于大致平坦的面延伸的横向延伸部分，以及分别在横向延伸部分上方和下方的两个弯曲翼部分。与图8的传感器销860类似，传感器销1260的T形内的内部空间允许传感器销1260在插入传感器孔时向内变形，从而产生向外偏压，从而提供传感器销1260与传感器孔的内表面的更紧密的配合。
在一些实施例中，传感器模块可以不与轴承元件的中心线对齐。图13是示意性地示出包括横向偏移集成传感器模块的轴承组件的前视图。轴承组件1300类似于图2的轴承组件200，除了传感器模块1350从轴承模块1320的旋转轴线横向偏移之外。在其他实施例中，传感器模块1350的纵向轴线可以不与轴承元件1320的旋转轴线共面。在一些实施例中，传感器孔和传感器模块可以在不垂直于轴承外壳的正面的方向上延伸到轴承外壳中。例如，在一些实施例中，传感器孔和传感器模块可以在平行于轴承外壳的正面的方向上或以任何其他角度延伸到轴承外壳中。
尽管已经描述了某些实施例，但是这些实施例仅通过示例呈现并且不旨在限制本公开的范围。实际上，本文所述的新颖方法和系统可以多种其他形式体现。此外，可以在不背离本公开的精神的情况下对本文描述的系统和方法进行各种省略、替换和改变。所附权利要求及其等价物旨在覆盖落入本公开范围内的此类形式或修改。
结合特定方面、实施例或示例描述的特征、材料、特性或组应理解为适用于本节或本说明书其他地方描述的任何其他方面、实施例或示例，除非与之不相容。本说明书(包括任何所附权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征、和/或如此公开的任何方法或过程的所有步骤，可以以任何组合进行组合，除了其中这样的特征和/或步骤中的至少一些是互斥的组合。保护不限于任何前述实施例的细节。保护延伸至本说明书(包括任何所附权利要求、摘要和附图)中公开的特征的任何新的或任何新的组合，或如此公开的任何方法或过程的步骤的任何新的或任何新的组合。
此外，本公开中在单独实施方式的上下文中描述的某些特征也可以在单个实施方式中组合实现。相反，在单个实施方式的上下文中描述的各种特征也可以在多个实施方式中单独或以任何合适的子组合来实现。此外，尽管特征可以如上描述为以某些组合起作用，但在某些情况下，来自所要求保护的组合中的一个或多个特征可以从该组合中去除，并且该组合可以作为子组合或子组合的变体来要求保护。
出于本公开的目的，本文描述了某些方面、优点和新颖特征。不一定所有这些优点都可以根据任何特定实施例来实现。因此，例如，本领域技术人员将认识到，本公开可以以实现如本文所教导的一个优点或一组优点的方式来体现或执行，而不必实现如本文所教导或建议的其他优点。
在以下描述中可以使用某些术语仅用于参考目的，因此不旨在进行限制。例如，诸如“上”、“下”、“向上”、“向下”、“上面”、“下面”、“顶部”、“底部”、“左”等术语以及类似术语指的是图中进行参考的方向。此类术语可以包括上述具体提及的词语、其派生词以及类似含义的词语。类似地，术语“第一”、“第二”和其他此类涉及结构的数字术语均不暗示次序或顺序，除非上下文明确指出。
诸如“可”、“可以”、“可能”或“能够”之类的条件语言，除非另有明确说明，或在所使用的上下文中以其他方式理解，通常旨在传达某些实施例包括，而其他实施例不包括某些特征、元件和/或步骤。因此，这种条件语言通常不旨在暗示一个或多个实施例以任何方式需要特征、元件和/或步骤，或者一个或多个实施例必须包括用于在有或没有用户输入或提示的情况下决定这些特征、元件和/或步骤是否被包括或将在任何特定实施例中执行的逻辑。
诸如短语“X、Y和Z中的至少一个”之类的连接语言，除非另有明确说明，否则应与上下文一起理解为一般用于传达项、术语等可以是X、Y或Z。因此，这种连接语言通常不旨在暗示某些实施例需要存在X中的至少一种、Y中的至少一种和Z中的至少一种。
如本文所使用的与圆形有关的术语，例如直径或半径，应理解为不需要完美的圆形结构，而是应该应用于具有可从一边到另一边测量的横截面区域的任何合适的结构。与形状相关的术语，例如“球形”或“圆形”或“圆柱形”或“半圆形”或“半圆柱形”或任何相关或类似的术语，一般不需要严格符合球体、圆、圆柱或其他结构的数学定义，但可以包含合理接近的结构。
如本文所使用的，术语“大约”、“约”和“基本上”表示接近所述量的量，其仍执行期望的功能或实现期望的结果。例如，在一些实施例中，如上下文可能允许的，术语“大约”、“约”和“基本上”可以指小于或等于所述量的10％以内的量。如本文所使用的，术语“一般”表示主要包括或倾向于特定值、量或特性的值、量或特性。作为示例，在某些实施例中，如上下文可能允许的，术语“大致平行”可以指代偏离精确平行小于或等于20度的事物。作为另一个示例，在某些实施例中，如上下文所允许的，术语“大体垂直”可以指代偏离精确垂直小于或等于20度的事物。
术语“包括”、“包含”、“具有”等是同义词，并且以开放式的方式包容性地使用，并且不排除其他元素、特征、动作、操作等。同样，术语“一些”、“某些”等是同义词，并以开放式的方式使用。此外，术语“或”以其包容性(而不是排他性)使用，例如，当用于连接元素列表时，术语“或”表示列表中的一个、一些或全部元素。
总体而言，权利要求的语言将基于权利要求中使用的语言进行广泛解释。权利要求的语言不限于在本公开中示出和描述的或在申请的实施期间讨论的非排他性实施例和示例。
尽管在某些实施例和示例的上下文中公开了本发明，但是本领域技术人员将理解，本公开超出具体公开的实施例，延伸到其他替代实施例和/或实施例的使用及其某些修改和等效物。本公开的范围不旨在受限于本部分或本说明书其他地方的优选实施例的具体公开内容，并且可以由在本部分或本说明书其他地方或未来提出的权利要求限定。

Claims (24)

1.一种载荷感测轴承组件，包括：
轴承外壳；
保持在所述轴承外壳内的轴承元件；
传感器孔，形成在所述轴承外壳中，所述孔位于所述轴承外壳和所述轴承外壳的安装表面之间；
传感器模块，设置在所述孔内，所述传感器模块包括：
传感器销，其尺寸设计成适配在所述传感器孔内；以及
应变仪，由所述传感器销支撑并被定向为提供作用在所述轴承组件上的压力载荷的指示。
2.根据权利要求1所述的组件，其中，在所述传感器孔和所述轴承元件之间延伸的所述轴承外壳的一部分是连续结构。
3.根据权利要求1所述的组件，其中，所述轴承组件包括至少一个保持机构，所述保持机构被配置为当所述传感器销设置在所述传感器孔内时保持所述传感器销上的轴向压力载荷。
4.根据权利要求3所述的组件，其中，所述传感器销具有锥形外轮廓。
5.根据权利要求1所述的组件，其中，所述传感器销包括至少一个大致平坦的安装表面，并且其中所述应变仪安装在所述大致平坦的安装表面上。
6.根据权利要求1所述的组件，其中，所述应变仪包括多个细长迹线，所述细长迹线被定向在大致垂直于所述轴承元件的旋转轴线的方向上。
7.根据权利要求1所述的组件，其中，所述传感器孔沿基本平行于所述轴承元件的旋转轴线的方向延伸。
8.根据权利要求1所述的组件，其中，所述传感器模块还包括：
控制器，被配置为调节来自所述应变仪的信号；
电源；以及
通信模块。
9.根据权利要求8所述的组件，其中，所述通信模块包括无线通信模块。
10.根据权利要求1所述的组件，其中，所述传感器模块还包括第二应变仪，所述第二应变仪被定向为对作用在所述轴承组件上的压力载荷不响应。
11.一种传感器模块，被配置为集成地安装在传感器外壳中的传感器孔中，所述传感器模块包括：
沿纵向轴线延伸的传感器销；
安装表面；
应变仪，由所述安装表面支撑并且包括在大致垂直于所述传感器销的纵向轴线的方向上定向的多个细长迹线，所述应变仪被配置为提供在大致垂直于所述轴承的纵向轴线的方向上作用在所述传感器销上的压力载荷的输出；
电源；以及
通信模块，被配置为传输指示作用在所述传感器销上的压力载荷的信息。
12.根据权利要求11所述的传感器模块，其中，所述安装表面包括大致平坦的安装表面。
13.根据权利要求11所述的传感器模块，其中，所述传感器销具有锥形外轮廓。
14.根据权利要求11所述的传感器模块，其中，所述通信模块包括无线通信模块。
15.根据权利要求11所述的传感器模块，其中，所述传感器模块还包括第二应变仪，所述第二应变仪被定向为对在大致垂直于所述轴承的纵向轴线的方向上作用在所述传感器销上的压力载荷不响应，所述第二应变仪包括在大致垂直于传感器销的纵向轴线的方向上定向的多个细长迹线。
16.一种将传感器模块集成地安装到轴承组件中的方法，所述轴承组件包括轴承外壳、保持在所述轴承外壳内的轴承元件以及形成在所述轴承外壳中的传感器孔，所述方法包括：
将传感器模块插入所述轴承外壳中的传感器孔中，所述传感器模块包括：
传感器销，其尺寸设计成适配在所述传感器孔内；以及
应变仪，由所述传感器销支撑并被定向为提供作用在所述轴承组件上的压力载荷的指示；以及
将所述传感器模块固定在所述传感器孔内的适当位置。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，将所述传感器模块插入所述轴承外壳中的传感器孔中是在所述轴承组件被固定到安装表面时执行的。
18.根据权利要求16所述的方法，其中，将所述传感器模块插入所述轴承外壳中的传感器孔中是在所述轴承组件在操作中时执行的。
19.根据权利要求16所述的方法，还包括在将所述传感器模块插入所述轴承外壳中的传感器孔中之前，在已安装的轴承组件的轴承外壳中形成所述传感器孔。
20.根据权利要求16所述的方法，其中，将所述传感器模块固定在所述传感器孔内的适当位置包括使用固定机构将所述传感器模块固定在适当位置以使得所述传感器销处于轴向压力载荷下。
21.一种安装包括集成传感器模块的轴承组件的方法，所述方法包括：
从安装表面卸载现有轴承组件，所述现有轴承组件包括轴承元件，所述轴承元件被配置为在距所述安装表面的第一距离处支撑轴杆；
在所述安装表面上安装替换轴承组件，所述替换轴承组件包括：
轴承外壳；
轴承元件，保持在所述轴承外壳内并被配置为在距所述安装表面与所述现有轴承组件相同的第一距离处支撑所述轴杆；以及
传感器孔，延伸到所述轴承外壳中，所述传感器孔位于所述轴承元件和所述安装表面之间；以及
将传感器模块插入所述轴承外壳中的传感器孔中，所述传感器模块包括：
传感器销，其尺寸设计成适配在所述传感器孔内；以及
应变仪，由所述传感器销支撑并被定向以提供作用在所述替换轴承组件上的压力载荷的指示；以及
将所述传感器模块固定在所述传感器孔内的适当位置，以使得所述传感器销处于轴向压力载荷下。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，在将所述替换轴承组件安装在所述安装表面上之前，将所述传感器模块插入所述替换轴承组件中。
23.根据权利要求21所述的方法，还包括将所述轴杆插入所述替换轴承组件中，其中在所述轴杆已经插入所述替换轴承组件中之后，将所述传感器模块插入所述替换轴承组件中。
24.根据权利要求21所述的方法，其中，所述轴杆支撑旋转的生物收集器。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017129486A1 (de) * 2017-12-11 2019-06-13 Otto Bock Healthcare Products Gmbh Linearkraftmesseinrichtung und Hydraulikaktuator
CA3149637A1 (en) 2019-08-06 2021-02-11 Regal Beloit America, Inc. Load sensing bearing with integrated sensor module
PE20221561A1 (es) * 2019-12-06 2022-10-06 Colorado Conveyors Inc Monitoreo de componentes de correas
US11566670B1 (en) 2021-12-16 2023-01-31 Regal Beloit America, Inc. Sensor bearing housing

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3429586A (en) * 1967-03-06 1969-02-25 Raymond G Force Hitch pin construction
US4553124A (en) * 1983-09-16 1985-11-12 Carron & Company Strain gauge transducer assembly
US5456119A (en) * 1993-03-04 1995-10-10 Yazaki Corporation Sensing element for vehicle load measuring device
US20030172740A1 (en) * 2002-03-13 2003-09-18 Stevenson David Lee Shackle pin with internal signal conditioner
CN1611925A (zh) * 2003-10-29 2005-05-04 Skf公司 轴承箱和负载测量板的组合
CN101680738A (zh) * 2007-04-19 2010-03-24 Skf公司 安装在孔中的载荷传感器和管状插件的结合件
CN102439461A (zh) * 2009-05-19 2012-05-02 Skf公司 支承构件、包括该支承构件的旋转检测装置和包括该检测装置的滚动轴承组件
CN107532953A (zh) * 2015-03-31 2018-01-02 株式会社ＮｅｊｉＬａｗ 带通电路径的部件和通电路径的图案化方法及部件变化测量方法
WO2018219379A1 (de) * 2017-05-30 2018-12-06 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Wälzlageranordnung für ein getriebe
CN110005706A (zh) * 2018-01-03 2019-07-12 斯凯孚公司 传感化的滚子
CN209164404U (zh) * 2018-09-30 2019-07-26 吉孚传动技术(天津)有限公司 一种用于汽车变速箱测试台架的轴承座

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4118933A (en) 1977-06-07 1978-10-10 Westinghouse Electric Corp. Bearing load indicator
DE3407619A1 (de) * 1984-03-01 1985-09-12 Klaus Prof. Dr.-Ing. 4006 Erkrath Brankamp Vorrichtung zur erfassung einer zwischen zwei gegeneinander bewegbaren maschinenteilen auftretenden kraft
EP0429399A3 (en) * 1989-11-20 1991-11-13 Schlaepfer Messtechnik Ag Stress measurement in metal-structures
SE501814C2 (sv) * 1993-08-06 1995-05-22 Skf Ab Anordning för lastmätning i rullningslager
US5777240A (en) 1995-08-25 1998-07-07 The Montalvo Corporation Load cell and load cell beam assembly
WO2002012676A1 (en) * 2000-08-08 2002-02-14 Emtec Solutions Limited Apparatus and method for telemetry
JP2006113736A (ja) * 2004-10-13 2006-04-27 Nsk Ltd センサ付装置
US7202425B2 (en) 2005-04-13 2007-04-10 The Montalvo Corporation Under-pillow-block load cell
JP5736762B2 (ja) * 2010-12-20 2015-06-17 日本精工株式会社 連続鋳造設備ロールネック用センサ付軸受ユニット
DE102012006158A1 (de) * 2012-03-28 2013-10-02 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Lageranordnung
WO2014154257A1 (en) * 2013-03-27 2014-10-02 Aktiebolaget Skf Bearing device including a clamping ring with embedded sensor
GB2526543A (en) * 2014-05-26 2015-12-02 Skf Ab Wireless sensor module
GB2527782B (en) * 2014-07-01 2017-01-18 Flintstone Tech Ltd A connector having an inductive transmission
GB201411715D0 (en) * 2014-07-01 2014-08-13 Ftl Subsea Ltd Sensing device
GB2529193A (en) * 2014-08-12 2016-02-17 Safran Power Uk Ltd Rotor bearing temperature sensor
ITUA20162243A1 (it) * 2016-04-01 2017-10-01 Skf Ab Unità boccola-cuscinetto sensorizzata per il supporto di un assale ferroviario.
JP2018004290A (ja) * 2016-06-28 2018-01-11 株式会社Ihi スラスト荷重計測装置
US20180031446A1 (en) * 2016-07-29 2018-02-01 Minebea Co., Ltd. Bearing arrangement
DE102016217938A1 (de) * 2016-09-20 2018-03-22 Aktiebolaget Skf Lager mit einem Schwingungssensor und Lastdetektion
US10059200B1 (en) * 2017-03-03 2018-08-28 GM Global Technology Operations LLC Magnetically stabilized propshaft bearing system
DE102017109537A1 (de) * 2017-05-04 2018-11-08 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Sensorring eines Bohrkopfes
DE102018200048A1 (de) * 2018-01-03 2019-07-04 Aktiebolaget Skf Rolle mit integrierter Lastdetektion
KR102078182B1 (ko) * 2018-12-21 2020-02-19 한국과학기술연구원 베어링 회전 진동 발전용 프랙탈 구조체
CN110409294A (zh) * 2019-07-22 2019-11-05 成都市新筑路桥机械股份有限公司 一种用于桥梁构件受力工况下便捷更换传感器的精确测力模块
CA3149637A1 (en) 2019-08-06 2021-02-11 Regal Beloit America, Inc. Load sensing bearing with integrated sensor module

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3429586A (en) * 1967-03-06 1969-02-25 Raymond G Force Hitch pin construction
US4553124A (en) * 1983-09-16 1985-11-12 Carron & Company Strain gauge transducer assembly
US5456119A (en) * 1993-03-04 1995-10-10 Yazaki Corporation Sensing element for vehicle load measuring device
US20030172740A1 (en) * 2002-03-13 2003-09-18 Stevenson David Lee Shackle pin with internal signal conditioner
CN1611925A (zh) * 2003-10-29 2005-05-04 Skf公司 轴承箱和负载测量板的组合
CN101680738A (zh) * 2007-04-19 2010-03-24 Skf公司 安装在孔中的载荷传感器和管状插件的结合件
CN102439461A (zh) * 2009-05-19 2012-05-02 Skf公司 支承构件、包括该支承构件的旋转检测装置和包括该检测装置的滚动轴承组件
CN107532953A (zh) * 2015-03-31 2018-01-02 株式会社ＮｅｊｉＬａｗ 带通电路径的部件和通电路径的图案化方法及部件变化测量方法
WO2018219379A1 (de) * 2017-05-30 2018-12-06 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Wälzlageranordnung für ein getriebe
CN110005706A (zh) * 2018-01-03 2019-07-12 斯凯孚公司 传感化的滚子
CN209164404U (zh) * 2018-09-30 2019-07-26 吉孚传动技术(天津)有限公司 一种用于汽车变速箱测试台架的轴承座

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