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中国高铁上那些“温馨”专利
来源:

2017-07-12

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【新闻背景】 6月26日,拥有自主知识产权的中国标准动车组“复兴号”在京沪高铁两端的北京南站和上海虹桥站双向首发并顺利抵达。“复兴号”标准动车组的成功运行,标志着中国以高速动车组为代表的铁路成套技术装备已经走在世界先进行列。如今,我国高铁不仅从技术内涵到外在“颜值”都有了较大提升,在乘坐舒适度方面也迈上了一个新的台阶。

随着我国铁路技术的快速发展,传统的“绿皮”火车逐渐淡出人们的视野,取而代之的高铁正呼啸而来。相比“绿皮”火车,高铁给人以“高大上”的感觉,殊不知其中包含多项“接地气”的专利。在本文中,笔者就来说说高铁上那些给乘客带来“温馨”感受的专利(专利数据来源于智慧芽patsnap数据库,检索日期为2017年2月10日)。

“人性化”的座椅专利

座椅应该是高铁中最能体现人性化设计的部件之一。笔者经检索发现,申请人在中国提交的高铁座椅相关专利申请为166件,自2001年以来呈增长趋势,2012年开始增速提升,2015年达到54件(详见图1)。这些专利申请以实用新型专利申请为主。从申请人来看,上海坦达轨道车辆座椅系统有限公司提交的专利申请最多(13件),其次是江阴杰森轨道车辆设备有限公司(9件)、上海交运汽车精密冲压件有限公司(9件)、西南交通大学(8件)和南车青岛四方机车车辆股份有限公司(8件)。


座椅专利的“人性化”主要体现在其技术方案设计以人为本,如提升乘客舒适性、提升座椅操控便利性、增强座椅强度进而提升乘客安全等。

高铁车厢为一个长方形的封闭结构,当高速运行时,车内噪声较大,会对人的耳朵造成一定的伤害。为了降低高铁高速运行时产生的噪声,申请号为CN201520718807.9的专利申请提供了一种具有良好吸声效果的高速列车用吸声座椅,通过对座椅靠背和坐垫及其蒙布选用吸声效果好的多孔吸声材料,吸收车内不同频段的噪声,提升乘客的舒适性。申请号为CN201520535018.1的专利申请提供了一种带护颈的高铁座椅,座椅设有可以调节上下位置的护颈,乘客可以根据身高及睡姿进行任意调节,舒适度较好。申请号为CN201610082424.6的专利申请提供了一种具有头部按摩功能的高铁、汽车、飞机专用座椅,能够有效缓解乘客在长期乘坐过程中容易出现的身体疲劳或者头部晕眩等不适感。

为了使乘客或列车员更容易地旋转座椅,申请号为CN201220734549.X的专利申请提供了一种用于列车座椅的旋转底架,实现了座椅旋转180°的需求。更进一步地,申请号为CN201620192740.4的专利申请提供了一种新型改进型高速列车座椅转架,通过设置在座椅旋转底架下部的电机实现座椅自动转动,能够帮助乘客及列车员较为轻松地旋转座椅。

出于对老年人乘坐高铁的安全性考虑,申请号为CN201430444512.8的专利申请涉及一种老年高铁专用座椅,可以在旅途中检测老年人身体各项参数,预防疾病突发。为了保证儿童乘坐高铁的安全性并减少成人的旅途劳累,申请号为CN201620269404.5的专利申请涉及一种高速列车母子式座椅,包括母座和子座,帮助成人不用再抱着小孩坐在座椅上,供成人和小孩坐在一起舒服地乘车。

“安静”的声屏障专利

高铁行驶时,受到自然风荷载和列车风荷载的共同影响,会产生极大的噪声污染。声屏障是在声源和接收者之间插入的一种设施,能够使声波传播有一个显著的附加衰减,从而减弱对一定区域内接收者的噪声影响。因此,声屏障是防治高铁运行噪声对周围环境污染的主要措施之一,能够有效提升周边环境的舒适性。

笔者经检索发现,申请人在中国提交的高铁系统用声屏障相关专利申请为131件,其中以实用新型专利申请为主(详见图2)。从专利申请趋势来看,声屏障专利申请始于2006年,当年专利申请量为2件,近年来总体呈现增长趋势,2015年达到27件。从申请人来看,主要申请人为铁道第三勘察设计院集团有限公司(9件)、成都市新筑路桥机械股份有限公司(8件)及四川正升声学科技有限公司(6件)等。


声屏障主要包括金属声屏障、有机材料声屏障和混凝土声屏障,这3种形式的声屏障各有优缺点:金属声屏障降噪效果良好、结构安全可靠,但是防腐性较差且易被盗,在高铁高速通过时所产生的脉动冲击下易出现开裂而导致漏声;混凝土声屏障不容易出现金属屏障那样的开裂问题,但其重量大且声学性能较差,会增加高铁投资负担和路基基础工程量;有机材料声屏障重量小,但是易老化,致使其使用寿命不长。因此,声屏障专利申请主要是针对这3种常见声屏障的性能提升及结构改进等。

例如,目前金属及非金属声屏障主要的吸声功能均来自于隔声板内填充的吸声材料,常规使用的吸声材料是玻璃棉。但是,玻璃棉在长期使用中易受潮或纤维化,进而影响吸声性能,且玻璃棉老化后形成的粉尘及微纤维飞散会对大气环境造成污染。为了解决这一问题,提高声屏障的耐久性,申请号为CN201420573459.6的专利申请提供了一种微粒声屏障及其吸隔声屏板,不需要吸声材料,而是通过共振吸声腔来隔声降噪,不仅声学性能稳定、耐候性好,而且制作成本较低、易清洗。申请号为CN201320419956.6的专利申请则提供了一种秸秆高分子复合吸声板,不仅防腐、强度高、重量轻且防噪效果好,还符合节能减排及可持续发展理念。

针对现有非金属声屏障受力结构材料强度较低,抗风压、抗冲击和抗疲劳等性能较差,在脉动风压的作用下极易折弯或断裂等缺陷,申请号为CN201610630229.2的专利申请提供了一种非金属复合吸声板及其生产方法,能够生产出结构强度高的复合吸声板。

针对于整体式混凝土声屏障的单元板体积庞大,钢材和水泥用量大,进而导致桥梁荷载增加且吊装和运输成本过高等不足,申请号为CN201410042770.2的专利申请提供了一种用于高速铁路的整体式活性粉末混凝土声屏障,在保证声屏障隔声效果以及抗压和抗折等性能的前提下,能够大大降低生产成本,减小混凝土单元板体积及重量,运输和安装成本也随之降低。



有了这些专利,相信高铁出行舒适性及高铁沿线周边居民的生活环境舒适性将持续得以提升,高铁运行环境将更加和谐。(知识产权报 王淑珍)

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