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摘要:安全带是汽车中最重要的安全部件之一,不仅需要使驾驶员感到舒适,更重要的是当遇到碰撞等紧急事故时能起到缓冲作用,确保驾驶员的安全。本文从专利文献的视角对安全带位置调节装置技术的发展以及其重要技术分支进行了分析。
关键词:安全带;位置;高度;专利;技术路线
汽车座椅安全带是汽车的重要约束保护装置之一,在汽车碰撞等事故中能够减轻司乘人员的伤害程度。随着汽车全面的发展,座椅安全带由不能调整位置的装置演变成了可调位置的装置。前者很难有效约束不同身材司乘人员的肩部位置,从而无法起到应有的保护作用;可调位置的安全带可以通过调整位于座位旁边的处于最高位置的固定点(通常位于B柱),来适应不同身材司乘人员的肩部高度,作用于人身体的有效位置,从而为各种身材的人提供有效的保护[1]。
安全带位置调节装置分为可自动调节和手动调节两种模式[2],其中手动调节座椅安全带在欧洲已作为汽车标准装备而配置;可自动调节的座椅安全带已被海湾合作委员会成员国(G.C.C.C)、澳大利亚及一般国家作为驾驶员和前座乘客的标准装备。
1全球专利申请状况分析
1.1全球专利申请的发展趋势分析
安全带位置调节装置全球专利申请趋势,大致可以分为三个时期。
第一时期:萌芽期。1971年开始出现关于安全带位置调节装置的专利申请,该申请由法国PEUGEOT(标致)汽车公司申请。从1971年至1979年之间,申请量极少,这也是因为车辆出现的初期,人们关注点还在车辆能否正常行驶的角度上,至于车辆行驶安全性能和智能化性能等技术分支还处在萌芽阶段。
第二时期:增长期。该阶段专利申请整体呈上升趋势,仅在部分年限内出现一定幅度的波动,全球专利申请量在1995年达到顶峰,这是因为该时期车辆产业对于汽车安全领域的的需求急剧增加,对于这方面的技术关注度也急剧的提升,才会出现了量的飞跃。在这段时期内,德国的专利申请量占据明显优势,并在1987年达到顶峰;日本和美国的专利申请量相对于第一阶段申请量增长迅速,但两个国家的增长方式又有所不同,日本在这16年期间内申请量保持稳定,而美国则是在1992年发生迅速增长,并且赶超德国的申请量,这也从一个侧面反映的了德国关于安全带位置调节装置的技术已经逐渐趋于稳定或者趋于成熟。
第三时期:成熟期。在第三时期内,关于安全带位置调节装置的专利申请整体呈下降趋势,这意味着该项技术发展到了成熟期,但在2011年-2015年由出现回升。这段时期内,德国、美国、日本申请仍然保持着较高的量。自2006年起,尤其2011年以后,中国的申请量大幅度上升,这也是全球申请量在2011年-2015年出现回升的主要原因,一方面是在于近年来中国汽车工业发展迅猛,资金、科研力量的投入都有所增加,但另一方面也体现了中国汽车工业发展的滞后与缓慢,与发达国家相比,仍然存在一定的差距。
1.2主要申请国家和申请人分析
德、日、美、中四国中,关于安全带位置调节装置的专利申请最早出现在1972年的日本,随后1973年德国和美国均展开了对安全带位置调节装置的研究,说明安全带位置调节装置的技术已经逐渐得到重视;其中德国的专利发展相对较快,于1987年达到专利申请量的顶峰;日本的专利申请发展相对平缓,并未出现大起大落的现象;美国相对于德国和日本起步相对较晚,但在1992年出现井喷式增长;而中国的发展更为滞后,主要集中在2006年以后,并在其后得到快速发展,同时中国的申请量还在持续增长,而其他三国在此期间的专利申请量已经成下降趋势,说明中国在该领域的起步晚于国际整体水平,同时成熟期的到来也晚于国际整体水平,这是中国的汽车产业的发展落后于国际汽车产业造成的。
排在前10名的申请人集中在日本、美国、德国这几个汽车工业最发达的国家,并且其中一大半申请人都是来自德国,反映了德国在安全带位置调节装置领域的领先地位。但是中国申请人并未出现在上表中,可见在国际范围内,国内的安全带位置调节装置领域的研究还是比较薄弱的。美国的自动化技术国际公司虽然在申请量上高居榜首,但其在DWPI中的申请量主要集中在1995年以前,可见其对安全带位置调节装置的研究早在1995年已经趋于成熟。
2主要技术发展路线分析
随着汽车行业的发展,人们对汽车自动化及乘坐舒适性的要求越来越高,现有车型中的安全带位置调节结构位于乘员侧后方,手动调节安全带位置的时候人体需要侧转,侧转时人的舒适度感觉和正坐时人的舒适度要求是不同的,所以需要调试几次才能调节到一个比较舒适的位置,操纵不方便;而且常常发生卡滞、异响等问题,严重影响乘客的舒适性。因此通过提供安全带位置自动调节结构,能够大大提高了整车的自动化程度和乘客的乘坐舒适性。可自动调节的座椅安全带通常主要包括调节装置总成(含位置传感器)、调节开关、驾驶姿势存储和复位开关、倾向柱倾斜与伸缩ECU等。
早期的安全带位置调节装置主要限于手动调节,大约在上世纪七十年代左右在安全带的自动调节技术开始得以发展,1977年,德国VOLKSWAGENWERK(大众)公司率先提出申请DE2622556A1。此后在1985年,BROSE FAHRZEUGTEILE公司结合传感器检测座椅上驾乘者的肩部高度情况,从而更准确的调整安全带的高度。
TRW莱帕有限公司作为安全带位置调节装置领域的重要申请人,在安全带的自动调节方面也作出了深入的研究。1995年提出申请通过多个传感器共同作用确定驾乘者的体重以及乘坐位置以确定合适的安全带位置;TRW莱帕有限公司于1997年还提出一种安全带位置调节装置,其包括调节导轨以及传感器,不仅能够根据乘员的身体特征调节安全带高度,还能够碰撞发生以后自动将安全带固定点上移,以实现对乘员更好的保护,同时该申请中安全带位置调节装置不仅可以上下移动,D环采用螺栓连接还可以实现转动,从而实现了多方位的调节。
相对于国外申请来说,国内在该领域的申请无论从研究进度还是研究深度都远不及德国、美国等汽车领域技术发达的国家,2005年,个人实用新型申请CN2741832Y提出了一种包汽车头枕或者安全带自动调整装置,传感器的信号输出端接汽车头枕或者安全带的升降动力控制装置的信号输入端。结构简单,能够在不同身高的人乘座时,自动调整汽车座椅头枕或者安全带高度,使人乘座更加舒适,在碰撞事故中更有效地保护人的颈椎。从数据样本可以看出,国内该领域的申请主要集中为实用新型申请,且较多的个人申请,技术水平有待提高。
至此,从上述的技术发展的分析可以看出,安全带位置自动调节的技术发展从最初機械的自动调节,到引入传感器测量装置,并进一步的在传感器组合已经控制策略中进行改进,到后来的远程控制安全带的调节,技术越来越趋于人性化,也越来越完善。从整个技术发展的路线来看,其也是科学技术进步的一个缩影,也即,新技术的出现一般都是在克服现有技术不足的基础上,通过一点点改进而实现的。
参考文献:
[1]谢沐男,胡伟. 校车座椅三点式安全带上固定点调节范围仿真研究[J]. 现代制造技术与装备,2016(7):15-18.
[2]丁闰,黄志亮陈伟,等,汽车安全带高度调节滑板结构的设计方法[J]. 山东工业技术,2017(20):41-42.
关键词:安全带;位置;高度;专利;技术路线
汽车座椅安全带是汽车的重要约束保护装置之一,在汽车碰撞等事故中能够减轻司乘人员的伤害程度。随着汽车全面的发展,座椅安全带由不能调整位置的装置演变成了可调位置的装置。前者很难有效约束不同身材司乘人员的肩部位置,从而无法起到应有的保护作用;可调位置的安全带可以通过调整位于座位旁边的处于最高位置的固定点(通常位于B柱),来适应不同身材司乘人员的肩部高度,作用于人身体的有效位置,从而为各种身材的人提供有效的保护[1]。
安全带位置调节装置分为可自动调节和手动调节两种模式[2],其中手动调节座椅安全带在欧洲已作为汽车标准装备而配置;可自动调节的座椅安全带已被海湾合作委员会成员国(G.C.C.C)、澳大利亚及一般国家作为驾驶员和前座乘客的标准装备。
1全球专利申请状况分析
1.1全球专利申请的发展趋势分析
安全带位置调节装置全球专利申请趋势,大致可以分为三个时期。
第一时期:萌芽期。1971年开始出现关于安全带位置调节装置的专利申请,该申请由法国PEUGEOT(标致)汽车公司申请。从1971年至1979年之间,申请量极少,这也是因为车辆出现的初期,人们关注点还在车辆能否正常行驶的角度上,至于车辆行驶安全性能和智能化性能等技术分支还处在萌芽阶段。
第二时期:增长期。该阶段专利申请整体呈上升趋势,仅在部分年限内出现一定幅度的波动,全球专利申请量在1995年达到顶峰,这是因为该时期车辆产业对于汽车安全领域的的需求急剧增加,对于这方面的技术关注度也急剧的提升,才会出现了量的飞跃。在这段时期内,德国的专利申请量占据明显优势,并在1987年达到顶峰;日本和美国的专利申请量相对于第一阶段申请量增长迅速,但两个国家的增长方式又有所不同,日本在这16年期间内申请量保持稳定,而美国则是在1992年发生迅速增长,并且赶超德国的申请量,这也从一个侧面反映的了德国关于安全带位置调节装置的技术已经逐渐趋于稳定或者趋于成熟。
第三时期:成熟期。在第三时期内,关于安全带位置调节装置的专利申请整体呈下降趋势,这意味着该项技术发展到了成熟期,但在2011年-2015年由出现回升。这段时期内,德国、美国、日本申请仍然保持着较高的量。自2006年起,尤其2011年以后,中国的申请量大幅度上升,这也是全球申请量在2011年-2015年出现回升的主要原因,一方面是在于近年来中国汽车工业发展迅猛,资金、科研力量的投入都有所增加,但另一方面也体现了中国汽车工业发展的滞后与缓慢,与发达国家相比,仍然存在一定的差距。
1.2主要申请国家和申请人分析
德、日、美、中四国中,关于安全带位置调节装置的专利申请最早出现在1972年的日本,随后1973年德国和美国均展开了对安全带位置调节装置的研究,说明安全带位置调节装置的技术已经逐渐得到重视;其中德国的专利发展相对较快,于1987年达到专利申请量的顶峰;日本的专利申请发展相对平缓,并未出现大起大落的现象;美国相对于德国和日本起步相对较晚,但在1992年出现井喷式增长;而中国的发展更为滞后,主要集中在2006年以后,并在其后得到快速发展,同时中国的申请量还在持续增长,而其他三国在此期间的专利申请量已经成下降趋势,说明中国在该领域的起步晚于国际整体水平,同时成熟期的到来也晚于国际整体水平,这是中国的汽车产业的发展落后于国际汽车产业造成的。
排在前10名的申请人集中在日本、美国、德国这几个汽车工业最发达的国家,并且其中一大半申请人都是来自德国,反映了德国在安全带位置调节装置领域的领先地位。但是中国申请人并未出现在上表中,可见在国际范围内,国内的安全带位置调节装置领域的研究还是比较薄弱的。美国的自动化技术国际公司虽然在申请量上高居榜首,但其在DWPI中的申请量主要集中在1995年以前,可见其对安全带位置调节装置的研究早在1995年已经趋于成熟。
2主要技术发展路线分析
随着汽车行业的发展,人们对汽车自动化及乘坐舒适性的要求越来越高,现有车型中的安全带位置调节结构位于乘员侧后方,手动调节安全带位置的时候人体需要侧转,侧转时人的舒适度感觉和正坐时人的舒适度要求是不同的,所以需要调试几次才能调节到一个比较舒适的位置,操纵不方便;而且常常发生卡滞、异响等问题,严重影响乘客的舒适性。因此通过提供安全带位置自动调节结构,能够大大提高了整车的自动化程度和乘客的乘坐舒适性。可自动调节的座椅安全带通常主要包括调节装置总成(含位置传感器)、调节开关、驾驶姿势存储和复位开关、倾向柱倾斜与伸缩ECU等。
早期的安全带位置调节装置主要限于手动调节,大约在上世纪七十年代左右在安全带的自动调节技术开始得以发展,1977年,德国VOLKSWAGENWERK(大众)公司率先提出申请DE2622556A1。此后在1985年,BROSE FAHRZEUGTEILE公司结合传感器检测座椅上驾乘者的肩部高度情况,从而更准确的调整安全带的高度。
TRW莱帕有限公司作为安全带位置调节装置领域的重要申请人,在安全带的自动调节方面也作出了深入的研究。1995年提出申请通过多个传感器共同作用确定驾乘者的体重以及乘坐位置以确定合适的安全带位置;TRW莱帕有限公司于1997年还提出一种安全带位置调节装置,其包括调节导轨以及传感器,不仅能够根据乘员的身体特征调节安全带高度,还能够碰撞发生以后自动将安全带固定点上移,以实现对乘员更好的保护,同时该申请中安全带位置调节装置不仅可以上下移动,D环采用螺栓连接还可以实现转动,从而实现了多方位的调节。
相对于国外申请来说,国内在该领域的申请无论从研究进度还是研究深度都远不及德国、美国等汽车领域技术发达的国家,2005年,个人实用新型申请CN2741832Y提出了一种包汽车头枕或者安全带自动调整装置,传感器的信号输出端接汽车头枕或者安全带的升降动力控制装置的信号输入端。结构简单,能够在不同身高的人乘座时,自动调整汽车座椅头枕或者安全带高度,使人乘座更加舒适,在碰撞事故中更有效地保护人的颈椎。从数据样本可以看出,国内该领域的申请主要集中为实用新型申请,且较多的个人申请,技术水平有待提高。
至此,从上述的技术发展的分析可以看出,安全带位置自动调节的技术发展从最初機械的自动调节,到引入传感器测量装置,并进一步的在传感器组合已经控制策略中进行改进,到后来的远程控制安全带的调节,技术越来越趋于人性化,也越来越完善。从整个技术发展的路线来看,其也是科学技术进步的一个缩影,也即,新技术的出现一般都是在克服现有技术不足的基础上,通过一点点改进而实现的。
参考文献:
[1]谢沐男,胡伟. 校车座椅三点式安全带上固定点调节范围仿真研究[J]. 现代制造技术与装备,2016(7):15-18.
[2]丁闰,黄志亮陈伟,等,汽车安全带高度调节滑板结构的设计方法[J]. 山东工业技术,2017(20):41-42.