Анализ материалов патентно-реферативного поиска
Задачей патентно-реферативного поиска является определение основных направлений развития принципов и схем построения с целью выбора группы аналогов, на основе которых будет выбрана структурная схема датчика угловой скорости, разрабатываемого в дипломном проекте.
В ходе предварительных патентно-реферативных исследований, а также изучения литературы предполагалось решить следующие вопросы:
1. Изучить перспективные направления разработки;
2. На основе проведенного анализа известных технических решений ознакомиться с методами решения поставленной задачи и определить предпочтительный вариант построения разрабатываемого устройства.
УДК для системы имеет следующее буквенное и цифровое обозначение:
1. 629.7 - авиация и космонавтика;
2. 629.7.01 - принципы проектирования, характеристики и испытания летательных аппаратов;
3. 629.735 - летательные аппараты тяжелее воздуха с силовой установкой. Самолеты, винтокрылые летательные аппараты и т.д.
Среди источников патентной и реферативной информации в дипломном проекте были использованы:
- охранные документы (заявки, патенты) за 1965-2008 гг.;
- авторские свидетельства к изобретениям по следующим классам МКИ: G01R21/00, G01C23/00, G01C21/00, G01C21/24, G01C21/18 (приложение 1);
- журнал “Бюллетень изобретений” за 2002-2008 гг.;
- журнал “Метрология и измерительная техника” за 2001-2008 гг.;
- журнал ”Воздушный транспорт” за 2005-2008 гг.;
- журнал ”Испытательные приборы и стенды” за 1969-1980 гг.;
- журнал ”Приборы и элементы автоматики” за 1965-1982 гг.;
- журнал ”Полет” за 2002-2005 гг.;
- журнал ” Авиационная техника ” за 2003-2007 гг.;
- журнал ”Датчики и системы” за 2003-2007 гг.;
- журнал ”Мир Авионики” за 2000-2006 гг.;
- журнал ”Контрольно-измерительная техника” за 1970-1982 гг.;
- журнал ” Известия ВУЗов. Авиационная техника ” за 2005-2008 гг.;
- реферативный журнал «Приборостроение» за 2005–2007 гг.
- Вестник КГТУ им. А.Н. Туполева. Серия "Авиакосмическое приборо-строение" (2000-2004г.);
Патентно-реферативный поиск проводился в соответствии с ГОСТ 15.011-82. При изучении и анализе найденных документов были выяснены некоторые проблемы, стоящие перед разработчиками навигационных комплексов и систем, с целью разрешения которых они и разрабатываются. Перечень основных проблем: повышение точности определения параметров полета, повышение надежности и долговечности, расширение диапазона измерения параметров объекта, повышение чувствительности измерения, расширение функциональных возможностей датчиков угловой скорости, повышение быстродействия и работоспособности в условиях радиоактивного излучения
В результате проведенных патентно-реферативных исследований были выявлены публикации, которые представлены в табл.1 (см. приложение 1), анализ которых позволил определить аналоги разрабатываемого устройства, которые приведены в пункте 4.
На основании обработки патентно-реферативных данных можно определить динамику публикаций по годам, которая представлена в табл.3 и на рис.7 и рис.8, позволивший выявить их тенденцию развития, а также отыскать наиболее подходящие по физическим, конструктивным и метрологическим показателям аналоги.
Таблица 3
| Страна | 1972-1976 | 1977-1981 | 1982-1986 | 1987-1991 | 1992-1996 | 1997-2001 | 2002-2006 | 2007-2012 | |
| РФ (СССР) | О.Д. | ||||||||
| ППП | - | ||||||||
| США | О.Д. | ||||||||
| ППП | - | - | - | ||||||
| Великобритания | О.Д. | - | |||||||
| ППП | - | - | - | - | - | ||||
| Франция | О.Д. | - | - | - | - | - | - | ||
| ППП | - | - | - | ||||||
| Германия | О.Д. | - | - | - | - | ||||
| ППП | - | - | - |
Рис.7 Динамика публикаций охранных документов
Рис.8 Динамика публикаций в периодической печати
Из проведенного патентно-реферативного поиска можно сделать вывод, что в период с 1966-1976 гг. наблюдается рост публикаций, как охранных документов, так и публикаций в периодической печати. Это говорит о заинтересованности общественности всего мира в развитии разработок датчиков различного типа. Начиная с 1977 года, происходит резкий спад количества публикаций, который продолжается в течение десяти лет, идет период освоения. В большинстве случаев это было связано с засекречиванием разработок, вследствие их важности и необходимости не только для военной авиации, но и для гражданских объектов широкого применения страны. Переход на интенсивно развивающиеся микромеханические датчики в период с 1986-1996 гг. наблюдается стабилизация числа публикаций, что свидетельствует о найденных технических и конструкторских решениях и их опытной доработке. Значительное увеличение числа публикаций с 1997 г. достигается переходом от микромеханических датчиков к появлению датчиков, построенных на новых совершенных технологиях, таких, как нанотехнологии.
Анализ научных публикаций за последние 6 лет (2003-2008 гг.) показал, что разработки струйных акселерометров, как на российском рынке, так и на зарубежном почти не ведутся, что говорит об отсутствии информации у потенциальных покупателей. Вследствие чего разработка и промышленное внедрение вихревого ДУС на мировой рынок является главной и перспективной задачей автора дипломного проекта. Из общего списка выявленных решений были найдены аналоги (Пункт 4). Анализ аналогов показал, что в основном разработчики уделяют внимание следующим проблемам:
1. Повышение точности определения параметров полета (компонентов):
патенты РФ (СССР) – 32: №97451 - 1968 г.; №101423 - 1968 г.; №158974 - 1969 г.; №403782 - 1974 г.; №417805 - 1974 г.; №596075 - 1976 г.; №604789 - 1976 г.; №629471 - 1976 г.; №641780 - 1976 г.; №774261 - 1978 г.; №839875 - 1980 г.; №845333 - 1980 г.; №859412 - 1980 г.; №970126 - 1982 г.; №985410 - 1982 г.; №1102687 - 1984 г.; №1604579 - 1988 г.; №1648729 - 1988 г.; №1652500 - 1988 г.; №1660487 - 1988 г.; №1674811 - 1988 г.; №1689532 - 1988 г.; №1918852 - 1988 г.; №1931642 - 1995 г.; №2016345 - 1995 г.; №2029847 - 1996 г.; №2038540 - 1996 г.; №2098830 - 1997 г.; №2113788 - 1998 г.; №2289890 - 2001 г.; №2485062 - 2003 г.; №2744517 - 2003 г.; №120233-2012г..
патенты США – 4: №501278 - 1969 г.; №901405 - 1975 г.; №1300144 - 1980 г.; №3790142 - 1997 г.
патенты Германия – 1: №3964102 - 2001 г.
2. Повышение надежности и долговечности:
патенты РФ (СССР) – 17: №284105 - 1971 г.; №331056 - 1968 г.; №417805 - 1974 г.; №441480 - 1974 г.; №510278 - 1975 г.; №610549 - 1976 г.; №684210 - 1977 г.; №812583 - 1979 г.; №859412 - 1980 г.; №1198472 - 1985 г.; №1601544 - 1987 г.; №1652500 - 1988 г.; №1795455 - 1992 г.; №1912729 - 1994 г.; №2021589 - 1996 г.; №2098830 - 1997 г.; №2201569 - 2000 г.
патенты США – 1: №2314503 - 1990 г.
патенты Великобритания – 1: №312124 - 1997 г.
3. Расширение диапазона измерения параметров объекта:
патенты РФ (СССР) – 9: №641780 - 1977 г.; №720145 - 1977 г.; №795247 - 1979 г.; №832452 - 1980 г.; №845333 - 1980 г.; №901781 -1981 г.; №950187 - 1981 г.; №959410 - 1982 г.; №999652 - 1982 г.
патенты Франция – 3: №2014564 - 1986 г.; №2456410 - 1997 г.; №2984501 - 1999 г.
патенты Германия – 3: №1654781 - 1988 г.; №3147890 - 1995 г.; №3964102 - 2001 г.
4. Повышение чувствительности измерения:
патенты РФ (СССР) – 14: №510278 - 1975 г.; №596075 - 1976 г.; №641780 - 1977 г.; №731548 - 1977 г.; №921405 - 1981 г.; №954782 - 1982 г.; №1354780 - 1985 г.; №1468924 - 1986 г.; №1616548 - 1988 г.; №1698546 - 1990 г.; №1835754 - 1993 г.; №1918852 - 1994 г.; №2029847 - 1996 г.; №2120639 - 1998 г.
патенты США – 6: №1592501 - 1988 г.; №1874120 - 1989 г.; №2651482 - 1990 г.; №3418851 - 1993 г.; №3617256 - 1996 г.; №3790142 - 1997 г.
5. Расширение функциональных возможностей датчиков угловой скорости:
патенты РФ (СССР) – 9: №1354780 - 1985 г.; №1601544 - 1987 г.; №1615487 - 1988 г.; №1652500 - 1988 г.; №1897581 - 1994 г.; №2289890 - 2001 г.; №2744517 - 2003 г.; №3072513 - 2004 г.; №3184520 - 2004 г.
6. Повышение быстродействия и работоспособности в условиях радиоактивного излучения:
патенты РФ (СССР) - 10: №1900894 - 1994 г.; №1912729 - 1994 г.; №1918852 - 1994 г.; №1928546 - 1994 г.; №1968476 - 1995 г.; №2020549 - 1995 г.; №2029847 - 1996 г.; №2042424 - 1996 г.; №2098830 - 1997 г.; №2120639 - 1998 г.; №2152621 - 1999 г.; №2201569 - 2000 г.; №2241625 - 2000 г.; №2321638 - 2001 г.
Проведенный патентно-реферативный поиск, систематизация и анализ материалов показал, что наиболее близкими по конструктивным, схемотехническим решениям и технологическим соображениям является двухкомпонентный струйный датчик угловой скорости (патент РФ №120233).
Сравнительный анализ схем, конструкций и технических характеристик современных струйных датчиков угловой скорости позволяет установить следующие основные тенденции развития этих приборов: повышение метрологических (информационных) характеристик – точности, пороговой чувствительности, быстродействия; улучшения эксплуатационных характеристик - снижение массы и габаритов, повышение перегрузочной способности и прочности, увеличение устойчивости к воздействиям внешних факторов (к температурным и механическим воздействиям, к световому и ядерному излучению и т.д.); использование новых физических эффектов при построении ДУС, применение наиболее современных технологий изготовления; увеличение относительной доли приборов частотного и цифрового типов.