23 февраля 2016г.
Одним из способов улучшения эксплуатационных характеристик устройства является применение новейших технологий и элементов, которые отвечают современным требованиям науки и техники и в последнее время привлекают особое внимание изобретателей. Одним из таких элементов являются биморфные пьезоэлементы, конструктивная реализация которых приведена в статье [1].
Основные компании, которые ведут исследования по использованию биморфных элементов при производстве являются Sony, Net Token Corp, Canon KK, Matsushita Electric IND CO LTD и другие. Основная часть из них - промышленные предприятия, специализирующиеся на производстве микроэлектронной техники новейшего поколения. Из образовательных учреждений и исследовательских институтов следует отметить Университет Калифорнии.
Так как использованию биморфов в последние время уделяется особое внимание изобретателей, актуальна цель детального патентного анализа изобретений для определения методов и приемов улучшения значений их эксплуатационных характеристик. Сформулированные приемы необходимо объединить в единую методику, применение которой позволит проанализировать, улучшить устройство, а значит повысить его качество, надежность и конкурентоспособность.
Первостепенной задачей для достижения цели является исследование современных технических устройств, разработанных за последние пять лет, в которых применялись биморфные пьезоэлементы. Данные, полученные в результате патентного анализа на сайте Федерального института промышленной собственности (www1.fips.ru), сведены в таблицу, которая содержит сведения о том, значение какой характеристики технического устройства было улучшено при использовании биморфного элемента.
Примеры технических устройств, использующих биморфные элементы с указанием достигнутого технического результата изобретения:
· механтронный пьезоэлектрический схват - упрощение конструкции, повышение надежности [2];
· электрогенератор питания телеметрической системы - упрощение конструкции, повышение надежности [3];
· электрогенератор питания скважинной аппаратуры – повышение надежности и чувствительности [4];
· двухкоординатный пьезоэлектрический дефлектор – повышение точности [5];
· термочувствительный полевой прибор – повышение чувствительности и надежности.
В Табл.1 в ячейках представлены номера патентов изобретений, в которых применялся биморфный пьезоэлемент для улучшения эксплуатационных характеристик.
Таблица 1
Список патентов изобретений, используемых биморфные элементы
Упрощение конструкции
|
Повышение надежности
|
Повышение чувствительности
|
Повышение точности
|
Расширение области применения
|
№ 2425747
|
|
№ 2402795
|
№ 2391736
|
№ 2418348
|
№ 236222
|
№ 2212672
|
№ 2245604
|
№ 2401498
|
№ 2417311
|
№ 1840707
|
|
№ 2391736
|
|
№ 2369861
|
№ 2383025
|
|
№ 2215275
|
№ 2302709
|
№ 2264687
|
|
|
Упрощение конструкции
|
Повышение надежности
|
Повышение чувствительности
|
Повышение точности
|
Расширение области применения
|
|
№ 104779
|
|
|
|
№ 2297078
|
|
|
|
|
№ 2090135
|
|
|
|
Подчеркнутыми в Табл.1 являются те технические решения (номера патентов), в которых использование элемента позволило улучшить более одной характеристики.
На основании анализа полученной Табл.1, можно сделать выводы, что использование биморфа позволяет:
· упростить конструкцию технического устройства;
· повысить надежность;
· повысить точность;
· повысить чувствительность;
· расширить функциональные возможности.
В результате исследования выявлены наиболее эффективные методы одновременного улучшения нескольких эксплуатационных характеристик технических устройств при применении биморфных элементов:
· выполнение биморфного элемента в виде стержня, образующего консоль, при его закреплении в посадочном месте чувствительного элемента с целью повышения надежности и чувствительности;
· выполнение пьезоэлектрических элементов в виде биморфных пьезоэлектрических цилиндров, установленных внутри защитного корпуса с целью повышения надежности и упрощения конструкции;
· выполнение пьезоэлектрического пакета в виде биморфных пьезоэлектрических колец, установленных внутри защитного корпуса на втулке с целью повышения надежности и чувствительности элемента устройства (Рисунок 1);
· использование биморфных пьезоэлектрических актюаторов
в качестве независимо управляемых приводов с целью повышения надежности и упрощения
конструкции (Рисунок 2.).
В эпоху автоматизации информационных процессов появляется необходимость разработки информационной системы, состоящей
из базы знаний, содержащей сведения о результатах исследования и дающей возможность их применять в практической деятельности. Информационная система позволит
ускорить процесс определения наилучшего варианта конструкции технического устройства согласно требованиям, а значит сократить время на его проектирование и разработку.
Дальнейшей областью исследования намечен
патентный анализ зарубежных
изобретений и внесение полученных данных
в таблицу.
Таблица позволяет выявить
направление дальнейших исследований в области создания
и эксплуатации новых конструкций, материалов
и технологий и разработать новые способы улучшения эксплуатационных характеристик.
Список литературы
1. Евдошенко О.И. Обзор
конструктивных реализаций и приемов улучшения биморфного пьезоэлемента [Текст]: Сб. научных статей по итогам международной научно-практической конференции. 30-31 октября 2014 года, г.Санкт-Петербург. СПб.: Изд-во «КультИнформПресс», 2014. 195 c. ISBN 978-5-8392-0485-0
2.
Пат. 2425747
Российская Федерация, Мехатронный
пьезоэлектрический схват [Электронный
ресурс] /патентообладатели: Смирнов Аркадий
Борисович, Крушинский Илья Александрович. Режим доступа: http://www.fips.ru, свободный. – Заглавие с экрана.
–Яз. рус.
3. Пат. 2418348 Российская Федерация, Электрогенератор питания забойной
телеметрической системы [Электронный ресурс]
/ патентообладатель: Болотин Николай
Борисович. Режим доступа: http://www.fips.ru, свободный. – Заглавие с экрана.
–Яз. рус.
4. Пат. 2417311 Российская Федерация, Электрогенератор питания скважинной аппаратуры [Электронный ресурс]/ патентообладатель: Болотин Николай
Борисович. Режим доступа:
http://www.fips.ru, свободный. – Заглавие с экрана. –Яз. рус.
5. Пат. 2402795 Российская Федерация, Двухкоординатный пьезоэлектрический дефлектор
[Электронный ресурс]/
патентообладатели: Смирнов Аркадий Борисович, Кошкин Иван Александрович. Режим доступа: http://www.fips.ru, свободный. – Заглавие с экрана.
–Яз. рус.