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.