在车辆安全与运行保障领域,挡胎相关的专利是一类聚焦于轮胎位置控制、防护及应急处理的技术方案集合。根据国家专利局公开的专利数据统计,截至2023年底,我国挡胎相关专利申请总量已突破5000件,这些专利通过不同的功能设计,满足了多样化的实际需求。从功能角度划分,挡胎专利主要可分为防护型、限位型和应急型三大类,每类专利都针对特定场景下的轮胎安全问题提供解决方案。
防护型挡胎专利的核心目标是减少轮胎在行驶或停放过程中受到的外部损伤,这类专利常见于越野车辆、工程车辆等特殊车型的设计中。例如,某专利提出一种轮胎外侧防护结构,通过在轮胎侧面加装可弹性形变的合金挡板,挡板表面覆盖耐磨橡胶层,当车辆行驶过碎石、尖锐障碍物时,挡板能先于轮胎接触障碍物并通过形变缓冲冲击力,避免轮胎胎侧被划伤或割裂。知网相关研究文献指出,防护型挡胎专利在2018-2023年间的申请量占比约25%,其中采用复合材质(如碳纤维与橡胶结合)的防护结构专利增长最快,这类设计能在保证防护效果的同时降低车身负重,尤其适用于对轻量化要求较高的越野SUV车型。
限位型挡胎专利是目前应用最广泛的类别,国家专利局数据显示其申请量占比超过60%,主要用于控制轮胎的停放位置或行驶轨迹,避免因位置偏差引发事故。在停车场、地下车库等场景中,限位型挡胎专利的应用尤为典型。例如,常见的停车场挡胎板大多源自限位型专利技术,早期专利多采用固定高度的橡胶或金属材质,而近年的新型专利则引入了可调节结构——通过科科豆平台检索可见,2022年授权的一项专利设计了“齿轮-齿条”调节机构,用户可通过旋转侧面旋钮改变挡胎板高度(调节范围5-15厘米),适配轿车、SUV、面包车等不同离地间隙的车型,有效解决了传统挡胎板对大型车辆限位不足、对小型车辆易造成底盘磕碰的问题。此外,在物流园区的装卸货区域,限位型挡胎专利还衍生出带缓冲功能的设计,如某专利在挡胎板底部安装液压阻尼器,当货车倒车接触挡胎板时,阻尼器可缓慢吸收冲击力,避免刚性碰撞导致的轮胎或车辆底盘损伤。
应急型挡胎专利主要针对车辆行驶中突发轮胎故障(如爆胎、漏气)或临时停车需求,提供临时性的轮胎固定或支撑方案,这类专利在公路救援、长途运输场景中具有重要实用价值。根据八月瓜平台的专利数据分析,应急型挡胎专利的申请量近年年均增长12%,其中便携式设计最受关注。例如,某专利公开了一种“折叠式应急挡胎器”,产品展开后呈三角形框架结构,底部带有防滑齿,使用时将其卡在故障轮胎外侧,通过螺栓与轮毂临时固定,可防止轮胎完全脱离轮毂导致的车辆失控,尤其适用于无法立即更换备胎的紧急情况。另有专利设计了集成胎压监测的应急挡胎装置,当轮胎气压低于阈值时,装置会自动弹出支撑脚,临时支撑车身并发出警报,为驾驶员争取应急处理时间,这类技术已在部分长途客车和危险品运输车上试点应用。
除功能分类外,挡胎专利还可根据核心结构设计划分为机械结构类和智能控制类,两类专利在技术复杂度、成本及适用场景上存在显著差异。国家专利局的专利分类数据显示,机械结构类挡胎专利占比长期保持在70%以上,因其结构简单、成本低廉的特点,在中低端应用场景中占据主导地位;而智能控制类专利则随着物联网、传感器技术的发展,近五年申请量年均增幅达20%,逐渐在高端场景中崭露头角。
机械结构类挡胎专利以纯机械部件的联动或固定作用实现挡胎功能,常见的结构包括弹簧复位机构、卡扣锁定结构、铰链折叠结构等。例如,停车场中广泛使用的“橡胶减速带一体挡胎板”即源自机械结构专利,其内部嵌入金属骨架增强承重能力,表面设计波浪形纹路增加摩擦力,底部通过膨胀螺栓固定在地面,当车辆轮胎接触挡胎板时,橡胶的弹性形变可缓冲冲击力,同时金属骨架防止挡胎板受压变形,这种结构无需外部动力,维护成本极低,单套成本仅需百元左右,因此被大量应用于小区、商场等普通停车场。另一类典型机械结构是“折叠式挡胎架”,通过铰链连接多段金属杆,不用时可折叠收纳,使用时展开成“L”形,利用自重和底部防滑垫固定,适用于临时停车场景(如路边临时装卸货物),这类专利因便携性好,在物流配送行业应用广泛。
智能控制类挡胎专利融合了传感器、电控系统和自动化执行机构,能实现挡胎功能的自动触发、调节或远程控制,主要应用于智能停车场、无人值守区域等高端场景。新华网曾报道,某智慧停车场项目引入了基于智能挡胎专利的管理系统,该系统中的挡胎装置内置车牌识别摄像头和升降电机,当车辆驶入车位并识别车牌后,挡胎板会根据车型数据自动调节高度,车辆停放到位后自动升起限位,驶离时则自动降下,整个过程无需人工操作,大幅提升了停车场的运行效率。此外,部分智能挡胎专利还具备数据反馈功能,如某专利设计的“物联网挡胎器”可通过压力传感器实时监测轮胎与挡胎板的接触压力,并将数据上传至管理平台,当压力异常(如车辆未停稳、超载)时,系统会发出警报并通知管理人员,这种技术已在机场、高铁站等大型交通枢纽的停车场中逐步推广。
挡胎专利的应用场景不仅涵盖常见的停车场、公路等环境,在一些特殊领域也展现出独特价值,这些场景对挡胎技术的要求往往更为严苛,推动了专利技术的针对性创新。通过分析国家专利局公开的专利文献可以发现,特殊场景下的挡胎专利虽申请量占比不足10%,但技术创新性和附加值较高,成为挡胎技术发展的重要方向。
工程车辆(如挖掘机、装载机)和重型机械在施工场地作业时,轮胎常面临泥泞、碎石、高低不平地面的挑战,普通挡胎结构难以满足需求。针对这一问题,相关挡胎专利多采用高强度材料和防脱设计,例如某专利提出“重型轮胎防脱挡圈”,挡圈采用高锰钢材质,通过螺栓与轮毂刚性连接,内侧设计多道防滑齿嵌入轮胎胎圈,即使在轮胎严重磨损或胎压不足的情况下,也能防止轮胎从轮毂上脱落,避免因轮胎脱落导致的机械损坏或施工事故。另一项专利则针对工程车辆的转向轮胎,设计了“随动式挡泥挡胎板”,该挡胎板通过连杆机构与转向系统联动,轮胎转向时挡胎板同步转动,始终保持在轮胎后方,有效阻挡行驶中卷起的泥土、石块,保护车辆底盘和周围施工人员安全。
房车作为兼具行驶和居住功能的特殊车辆,对挡胎技术有独特需求,既要保证行驶中的轮胎安全,又要满足驻车时的稳定支撑。相关挡胎专利中,“驻车平衡挡胎器”是典型代表,这类专利通常设计为可调节高度的支撑块,驻车时将其放置在轮胎两侧,通过螺旋升降结构调整高度,使轮胎均匀受力,避免房车因地面不平或单侧负重过大导致车身倾斜,影响车内设施安全。某专利还在挡胎器中集成了水平仪和微调电机,用户可通过控制面板精确调节挡胎器高度,实现车身自动调平,这类技术已成为高端房车的标配功能之一。此外,针对房车长途行驶中轮胎过热的问题,还有专利设计了“降温型挡胎结构”,在挡胎板内侧加装散热片和导风槽,行驶时利用气流对轮胎进行强制风冷,降低轮胎温度,减少爆胎风险。
在沙漠、雪地、高原等极端环境中,车辆轮胎的附着力和稳定性面临极大考验,挡胎专利通过特殊结构设计提升轮胎性能。例如,某沙漠越野挡胎专利提出“可伸缩沙板挡胎器”,沙板平时收纳在车辆底盘,遇到流沙或陷车时,可快速展开并固定在轮胎前方,沙板表面的蜂窝状结构能增加与沙地的摩擦力,帮助车辆脱困;而雪地场景的挡胎专利则多采用“防滑链一体挡胎装置”,将传统防滑链与挡胎板结合,通过液压机构自动收紧防滑链,无需人工安装,同时挡胎板防止链条脱落,提升雪地行驶安全性。这些针对极端环境的挡胎专利,虽应用场景小众,但技术门槛高,往往成为越野车辆改装、特种作业车辆制造的核心技术竞争力。
问:挡胎专利有哪些常见类型? 答:常见类型有橡胶挡胎、金属挡胎、复合材料挡胎等。橡胶挡胎弹性好,成本相对低;金属挡胎坚固耐用;复合材料挡胎结合了多种材料优点。 问:不同类型挡胎专利的应用场景有何不同? 答:橡胶挡胎常用于一般民用车辆,如轿车、小型客车等;金属挡胎多用于重型车辆、工程车辆等对挡胎强度要求较高的场景;复合材料挡胎可用于一些对轻量化和高性能有要求的特种车辆。 问:如何选择适合的挡胎专利产品? 答:要根据车辆类型、使用环境、预算等因素综合考虑。如果是日常城市通勤的轿车,橡胶挡胎性价比高;若是工程作业车辆,则需要选择坚固的金属挡胎。
有人认为挡胎专利类型越多,实际应用效果就一定越好。其实并非如此,不同类型的挡胎都有其特定的设计目的和适用场景。比如在一些对挡胎强度要求不高的普通道路行驶场景中,选择过于高端、复杂的专利挡胎,不仅会增加成本,还可能因不匹配而无法发挥出最佳效果。所以,应按需选择合适类型的挡胎。
《专利分析与应用》 推荐理由:本书详细介绍了专利分析的方法和技巧,对于理解挡胎专利的功能类别、应用场景以及技术发展趋势具有重要参考价值。
《机械设计与创新》 推荐理由:该书深入讲解了机械设计原理和创新思路,有助于读者理解挡胎专利中机械结构类的技术构成和设计原理。
《智能控制系统设计》 推荐理由:本书聚焦于智能控制系统的构建与应用,对于理解智能控制类挡胎专利中的技术创新和应用场景具有指导意义。
《特种车辆设计与应用》 推荐理由:此书涵盖了特种车辆的设计理念和实际应用,对于了解工程车辆、房车等特种车辆的挡胎专利需求和技术创新具有重要参考价值。
《极端环境下的车辆工程》 推荐理由:本书探讨了车辆在极端环境下的工程挑战和解决方案,适合读者深入了解极端环境下挡胎专利的特殊设计和应用场景。
本文围绕挡胎技术相关专利展开,从功能类别、结构设计和特殊场景应用三方面进行解析。 - 功能类别:分为防护型、限位型和应急型。防护型减少轮胎外部损伤,适用于特殊车型;限位型控制轮胎位置,应用广泛,近年出现可调节结构和带缓冲功能设计;应急型针对轮胎故障,便携式和集成胎压监测设计受关注。 - 结构设计:包括机械结构类和智能控制类。机械结构类占比超70%,结构简单、成本低,用于中低端场景;智能控制类融合多种技术,实现自动控制和数据反馈,用于高端场景。 - 特殊场景应用:涵盖工程车辆、房车和极端环境。工程车辆采用高强度和防脱设计;房车注重驻车平衡和降温;极端环境通过特殊结构提升轮胎性能,虽小众但技术门槛高。
国家专利局公开的专利数据统计
知网相关研究文献
科科豆平台检索
八月瓜平台的专利数据分析
新华网报道