利用專利資源的系統化回避創(chuàng)新設計方法探討*

張路軍, 何生梅

(1.煙臺大學 機電汽車工程學院,山東 煙臺 264005;2.富國實驗學校,山東 濱州 256800)

0 引 言

專利作為企業(yè)的核心競爭力,對一個企業(yè)的生存和發(fā)展至關重要,企業(yè)擁有的專利權的數量及質量是企業(yè)競爭力的體現。如今絕大部分比較重要的技術都申請了專利,要想使用專利需要專利權人的認可,若未經專利權人的許可就實施其專利,將引起侵權,會受到法律制裁。因此如何避開競爭對手的專利知識產權,并在其基礎上再創(chuàng)造,對企業(yè)的生存和發(fā)展是非常重要的。

眾所周知,知識產權種類繁多,而保護的側重點和力度各有不同。企業(yè)可以根據保護對象的特點選擇不同的知識產權類型及其組合加以保護。從權利人的角度而言,專利的回避設計也非常重要。在確定了專利保護范圍之后,就可以進入回避設計的設計過程,在此過程中,回避設計方法大致有以下幾種:①借鑒專利文件中技術問題的回避設計;②借鑒專利文件中背景技術的回避設計;③借鑒專利文件中發(fā)明內容和具體實施方案的回避設計;④借鑒專利審查相關文件的回避設計;⑤借鑒專利權利要求的回避設計。其中第五種回避設計方法是采用與專利相近的技術方案,而缺省至少一個技術特征,或有至少一個必要技術特征與權利要求不同。這是最常見的回避設計,也是與專利保護范圍最接近的回避設計。這種方法技術上的難度相對較大,筆者對這一難度較大的回避設計方法進行了研究。

文獻[1]研究了從專利中獲取深度知識進行創(chuàng)新的形式化方法;文獻[2]初步探討了獲取專利技術知識進行機械產品設計和解決專利技術知識沖突的方法;文獻[3] 提出了一種基于正則表達式的專利信息提取方法;文獻[4]研究了利用專利資源的二次創(chuàng)新方法;文獻[5]提出了一種面向概念設計的專利知識挖掘方法;文獻[6]研究了在設計過程中利用專利知識進行產品創(chuàng)新和侵權檢查的方法;文獻[7]研究了利用專利信息進行影象反求設計的思路和步驟;文獻[8]研究了利用TRIZ進行現有專利回避設計的一種集成過程。專利的核心是其包含的技術特征,以上文獻都沒有從技術特征出發(fā)來探討在現有專利基礎上進行回避設計的方法。筆者提出一種在現有專利基礎上進行回避設計,從而避開競爭對手的專利封鎖的系統化回避創(chuàng)新設計方法。此方法邏輯性和可操作性強,可以做到有步驟的創(chuàng)新,而不需要依賴特別的靈感,所以特別適合“互聯網+”時代創(chuàng)新教學使用。通過學習文中所提方法,機械類學生可以比較快的提高自身的創(chuàng)新能力,通過互聯網上的專利數據庫,可以在比較高的起點上創(chuàng)造出新的專利產品。

1 系統化回避創(chuàng)新設計方法介紹

權利要求書是專利保護的核心。一份權利要求書應當至少包括一項獨立權利要求,還可以包括從屬權利要求。獨立權利要求應當從整體上反映專利的技術方案,記載解決技術問題的必要技術特征,必要技術特征的總和足以構成該技術方案。

因此,專利是以技術特征的形式記載了其與現有技術不同的技術方案。如果某一技術方案有一個必要技術特征不同于專利中的必要技術特征,則該技術方案對原專利不構成侵權。如果該技術方案實現了原專利的功能,則避開了競爭對手的專利封鎖,進而在競爭中處于不敗之地。

對有形產品專利來說,技術特征一般以部件以及各部件間的結構關系的形式表示。但技術特征所體現的本質是其實現的功能。因此,應當用反求技術,將各技術特征所實現的功能挖掘出來,在此基礎上構思實現功能的其它載體,再將載體組合就可形成新的技術方案。這些載體也就成了新專利中的技術特征?；趯＠南到y化回避創(chuàng)新設計方法框架圖如圖1所示。

圖1 基于專利的系統化回避創(chuàng)新設計方法框架圖

基于專利的系統化回避創(chuàng)新設計方法的步驟如下。

(1) 根據專利權利要求書、說明書及說明書附圖,得到專利的技術特征集合{技術特征1,技術特征2,…, 技術特征n},技術特征集合構成了專利的技術方案。

(2) 應用反求技術,由技術特征集合{技術特征1,技術特征2,…, 技術特征n}映射出功能集合{功能1,功能2,…, 功能n}。

(3) 構思實現各功能的載體,如功能1構思出有n種載體實現方式:載體11,載體12,…, 載體1n。

(4) 組合各功能的實現載體,得到技術方案。如果n個功能各有n種載體實現方式,則可組合的技術方案有n2個。

(5) 通過方案評價,選出一種或幾種可行方案。

圖1中展示了一種可行的技術方案{載體11,載體21,…, 載體nn}。如果對這種技術方案申請新專利,則其中的每一載體也就成了新專利中的技術特征,如載體11。

2 實例研究

文中以申請?zhí)枮?7216979的專利“節(jié)能型游梁式抽油機”進行實例研究,證明所提方法的有效性和通用性。

2.1 提取技術特征集合

根據專利權利要求書、說明書及說明書附圖,得到專利的技術特征集合為{電動機,驢頭、游梁、連桿、曲柄組成的曲柄搖桿機構, 曲柄、游梁上配重},該技術特征集合構成了專利“節(jié)能型游梁式抽油機”的完整技術方案。

2.2 映射功能集合

由上述技術特征集合映射出其功能集合為{提供動力,實現抽油桿的上下往復運動,儲存下沖程能量并在上沖程釋放}。

2.3 構思功能載體

根據所學知識和經驗,或者查功能載體知識庫,得到實現各功能的載體,以矩陣形式列于表1。

表1 功能載體矩陣

2.4 組合載體得到方案

將各功能的不同載體進行組合,可得到多個技術方案,原則上可得到的方案總數為 2×4×4=32 。當然,在實際組合時要注意解的相容性,并不是所有的功能載體都能組合在一塊。

2.5 優(yōu)選方案

根據產品的其它約束條件(如開發(fā)長沖程、低沖次的抽油機)進行分析、評價、決策,最后得到技術方案為:A1-B3-C4,即電動機-液壓油缸-液壓蓄能器。根據這個概念,再加上其他細節(jié),就得到節(jié)能液壓抽油機的新專利,而集合{電動機,液壓油缸,液壓蓄能器}就構成了新專利權利要求書的技術特征集合。

2.6 新專利“節(jié)能液壓抽油機”的結構及工作原理

2.6.1 結 構

圖2是根據上述概念,再加上液壓閥等細節(jié)所得到的節(jié)能液壓抽油機的原理圖。其中的液壓油缸是一個組合油缸,有三個油腔Q1、Q2和Q3。Q1腔的油口與蓄能器相連,Q2、Q3腔的油口分別與換向閥6的兩個油口相連。溢流閥2起安全保護作用。減壓閥4控制Q1腔-蓄能器回路的最低壓力,并通過該閥向Q1腔-蓄能器回路自動補油。溢流閥3控制Q1腔-蓄能器回路的最高壓力。

圖2 節(jié)能液壓抽油機原理圖

2.6.2 工作原理

首次運行起升抽油桿時,換向閥6切換至右位,液壓泵向Q2腔供油,Q3腔回油,此時由于蓄能器中未充入液壓油,Q1腔-蓄能器回路處于低壓狀態(tài)使減壓閥開啟,液壓泵也向Q1腔供油,使大活塞桿上行起升抽油桿。

當需要下放抽油桿時,換向閥6切換至左位。液壓泵向Q3腔供油,Q2腔回油,在抽油桿重力及油液壓力的作用下大活塞桿向下運動,Q1腔中的油液被擠入蓄能器中,蓄能器儲存了能量。

下一次再起升抽油桿時,將換向閥6切換至右位。液壓泵向Q2腔供油,Q3腔回油,同時蓄能器向Q1腔釋放上次回收的能量,與Q2腔中的油壓作用力一起使大活塞桿上行起升抽油桿。

3 結 語

專利是企業(yè)的生命。文章提出的基于專利的系統化回避創(chuàng)新設計方法可以使企業(yè)避開競爭對手的專利封鎖,并可在競爭對手的專利基礎上有所創(chuàng)新,從而在市場競爭中占據有利之地。文中所提方法邏輯性和可操作性強,可以做到創(chuàng)新而不需要依賴特別的靈感,所以該方法也可作為“互聯網+”時代培養(yǎng)機械類學生創(chuàng)新能力的一種重要方法。