智能轴承是由经过改进的轴承本体及相关辅件、微型传感器、处理传输电路、采集卡、信号处理与分析软件和轴承服役状态调控装置等组成，形成了一个能够自感知、自决策、自执行的轴承系统单元。
其自感知功能通过传感器实时监测轴承的服役状态，包括旋转速度、加速度、角度位置等多项指标。自决策功能则基于这些监测数据，通过分析判定轴承的服役状态是否正常，并提前预警或报警潜在故障。而自执行功能则根据实时的服役状态数据，通过调控装置对轴承的工作游隙、预紧力、润滑等状态进行实时调控，以确保轴承能够适应主机的运行需求。
HRB自感知智能轴承单元
智能轴承是近年来轴承行业的新兴产品，随着机械、电子、计算机通讯与控制技术的不断发展，这一领域逐渐形成了机电一体化的新趋势。智能轴承一般由轴承本体、微型复合传感器、信号传输电路以及信号处理与分析系统等核心部件构成。根据功能的不同，智能轴承可分为初始型和全功能型两类。目前市面上主流的是初始型智能轴承，它们具备自感知和自决策功能，而全功能型智能轴承，除了这两大功能外，还进一步实现了自调控和自执行，但目前尚处于概念设计及研究阶段。
从最初的外挂式结构发展到如今高度集成的嵌入式结构，智能轴承的发展历程与世界工业的进步紧密相连。数字化和网络时代的到来为智能轴承的进一步发展提供了强大的技术支持。如今，智能轴承已经广泛应用于高速铁路、轨道交通、航空航天等多个重要领域，为人们的生产生活带来了更可靠、更优质的服务体验。尽管目前市场上的智能轴承大多仍处于初始型阶段，但其发展潜力已然不容忽视。
智能轴承作为近年来轴承行业的新兴产品，其研究与发展备受国内外学者的关注。随着机械、电子、计算机通讯与控制技术的不断融合，智能轴承已成为机电一体化领域的新热点。当前，国内外学者在智能轴承的研究上已取得了一系列重要进展。然而，与国外相比，我国在智能轴承领域的研发尚处于追赶阶段，仍需进一步加大投入与研发力度。同时，面对智能轴承在高速铁路、轨道交通、航空航天等多个重要领域的应用需求，我们应积极应对挑战，努力提升我国在智能轴承领域的国际竞争力。
2015年，SKF公司在产业技术展会上，首次推出了两款新型智能轴承——“SKF Insight”和“SKF Enlight”。这两款轴承通过在内部或外部集成振动、加速度和温度传感器，利用无线通信技术收集数据，进而分析轴承状态并诊断异常。
到了2016年，舍弗勒集团也发布了“高效驱动，驰骋未来”的战略，明确将智能轴承，即数字化轴承，作为未来的主要研究方向。他们计划深入探索如何通过数字化实现轴承价值的提升，以及如何为智能化产品提供配套支持。同时，舍弗勒还展示了其Bio-Hybrid微交通概念产品，进一步展现了智能轴承在未来的应用潜力。
作为一种高科技创新产品，智能轴承主要应用于高端机械设备和国防装备领域，为国家关键项目和重大装备提供配套和支持。这些应用领域对轴承的性能和可靠性要求极高，同时也需要轴承具备更多的主观能动性。
例如，在铁路运输领域，高铁列车的轮对轴承就是智能轴承的一个典型应用。高铁列车对安全性要求严格，而行走系统的转向架是确保列车高速、安全和稳定运行的关键部件。因此，新型高铁转向架轮对轴承单元的研发显得尤为重要。这种轴承单元通过在轴承侧面外挂传感器，实时监控轴承的运转状态，并通过数据传输系统将状态参数传递给列车监控室，为监控人员提供宝贵的运行数据。
此外，汽车轮毂轴承单元也是智能轴承的早期应用之一。三代轿车轮毂轴承集成的ABS传感器通过数字码盘和传感器实时监控轮毂轴承的旋转状态，为ABS系统提供重要的输入数据。
随着技术的不断发展，智能轴承正逐步实现自我调整和自我修复的高级功能。这意味着未来的智能轴承将具备更高的自主性，能够自我感知、自我决策并采取行动，真正成为“会自愈的轴承”。这种技术进步将进一步拓宽智能轴承的应用领域，提升其整体性能和竞争力。
1、嵌入集成传感器技术
嵌入式集成传感器技术是将具备多功能性的微型传感器直接嵌入轴承内部，使其更接近信号源，从而节省空间并确保获取轴承状态的准确信息。这种将传感器从设备外部集成到轴承本体中的转变，不仅优化了智能轴承的结构，还实现了功能的高度集成、无线数据传输以及低功耗。
嵌入式系统将所需功能融入产品、装置或大型系统中的计算机系统，使得数据采集、控制以及分析处理功能得以在传感器端实现，进而提高了数据精度并减少了数据传输量。传感器的微型化成为智能轴承发展的关键因素。近年来，荷兰传感器开发人员成功研发出全球最小的无线温度传感器，其尺寸仅为两平方毫米，与芝麻相当，轻巧到甚至可能被风吹走。这款传感器的微型天线能够接收路由器发出的无线电波信号，并将其转化为所需电力，实现无线测量附近温度的功能。
2、网络信息处理技术
在当今网络技术高度发达的时代，数据信息的网络化及分析处理技术已经深入人心，与人们的日常生活紧密相连。智能轴承的网络信息处理技术则主要涉及到将现场测试所获取的数据或信息，通过多种网络途径，如现场总线、有线网络、无线网络、专用网络或互联网，进行安全、稳定且高效的数据传输。这些数据在传输过程中，能够保持低功耗的特性，确保数据能够可靠地抵达服务器、用户端或云端。
接下来，针对不同的工况和轴承类型，研究团队会采用非线性信号处理方法、特征提取及选择方法，对采集到的原始数据进行深入的分析和处理，从而将数据转化为有价值的信息。最终，借助轴承单元的智能化和无线化技术，智能轴承能够实现信息互通，使得在大范围内对多个智能轴承进行实时监测成为可能。
3、评估诊断技术
智能轴承所获得的数据分析结果，为运行状态的评估提供了有力支持。此外，该技术还能预测即将发生的故障，并对剩余寿命进行准确估算。
然而，要确保系统诊断结果与实际问题高度契合，评估诊断技术必须依托于庞大的轴承故障数据分析库。因此，未来轴承行业将越来越重视大数据的积累和应用。
4、供能与调控技术
智能轴承通过利用热点效应和振动发电等能量捕获技术，结合光电耦合、电磁耦合以及电磁谐波等无线供能技术，满足其自身的能量需求。这些自发电技术的运用，不仅为智能轴承的传感器、执行装置等提供了便捷的能量供应，还简化了附加供能装置的需求，从而降低了整体能耗。
此外，通过与轴承集成的调控装置，该技术能实时监控并调控轴承的润滑、预紧力及工作游隙等关键服役状态，确保其始终适应主机运行的需求。同时，它还能对功能性故障进行自我修复，实现视情维修，进一步提升轴承的可靠性与使用寿命。
展望未来，随着世界工业的持续进步，第四次工业革命已悄然临近，这是历史发展的必然趋势。在这一变革中，作为转动核心的轴承，将迎来一次翻天覆地的革新。智能轴承，这一新兴技术，将逐步取代传统轴承，成为行业的新宠。其影响力起初可能并不显著，但随着科技的不断推进，智能化将成为社会各领域的主流趋势，智能轴承也将因此迎来蓬勃发展的春天。
