吳云霞 王艷蒙 王歌

摘 要： 井蓋在防洪、排水、供電、供熱、電信等行業(yè)均有廣泛應(yīng)用，且一般由鋼筋混凝土或金屬材料制成，這樣的優(yōu)點(diǎn)是制作的井蓋強(qiáng)度高、耐久性好、適用性好，但在進(jìn)行地下設(shè)施維修需要拆卸井蓋時(shí)，就比較麻煩。本文從專利的視角對移動式井蓋開啟器的發(fā)展進(jìn)行梳理。

關(guān)鍵詞： 移動；井蓋；開啟

1.1 背景技術(shù)

井蓋，是設(shè)置在能夠通往地下設(shè)施檢查井的出入口頂部、表面為平面的可開啟的蓋體，是檢查井的主要配套產(chǎn)品。凡是安裝自來水、電信、電力、燃?xì)?、?力、消防和環(huán)衛(wèi)等地下公用設(shè)施的場所都需要安裝檢查井及與其配套的井蓋。井蓋一般由鋼筋混凝土或金屬材料制成，這樣的優(yōu)點(diǎn)是制作的井蓋強(qiáng)度高、耐久性好、適用性好；但其缺點(diǎn)就是自重大，在進(jìn)行地下設(shè)施維修需要拆卸井蓋時(shí)，若沒有專門的機(jī)械化拆卸裝置，完全依靠人力來拆卸，不僅費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，還有一定的危險(xiǎn)性。

1.2申請量在全球的趨勢

圖1為移動式井蓋開啟器全球?qū)＠暾堏厔?，其大致可以分為以下幾個(gè)階段：

（1）萌芽期：從1930-1959年之間，這一時(shí)期相關(guān)申請剛剛出現(xiàn)，申請量少、未持續(xù)性顯現(xiàn)出規(guī)模。

（2）緩慢成長期：從1960-1979年之間，在這段期間每年均有少量的申請被提出，但申請量還是較少，每年平均申請件數(shù)為10件左右。

（3）快速成長期：從1980-至今，在這一期間全球申請量猛增，值得注意的是，從圖1移動式井蓋開啟器國內(nèi)/國外專利申請趨勢可以看出，從1990年左右開始，國內(nèi)才出現(xiàn)少量的相關(guān)申請，到2000年則開始穩(wěn)定快速的增長；而國外的申請量在1990-2000年之間處于穩(wěn)定期，2000年之后呈走低趨勢，但由于國內(nèi)申請急劇增長，總的全球申請量也相應(yīng)的提高。

1.3 移動式井蓋開啟器技術(shù)分解

技術(shù)分解是對于所分析的技術(shù)領(lǐng)域作進(jìn)一步的細(xì)化和分類，對于行業(yè)狀況、檢索專利信息以及檢索結(jié)果處理都具有非常重要的意義，有助于了解行業(yè)整體情況以及選取研究重點(diǎn)。通常，技術(shù)分解的展開可按技術(shù)手段（如結(jié)構(gòu)、工藝流程、產(chǎn)品或用途）、技術(shù)問題、技術(shù)功效等角度進(jìn)行技術(shù)分解。

具體到井蓋開啟器領(lǐng)域而言，根據(jù)開啟器作用于井蓋的工作方式可將其主要?jiǎng)澐譃椋簩倬摺般^”住井蓋、屬具“撬”住井蓋、屬具“吸”住井蓋、屬具“鉤”“撬”“吸”多種形式組合；其中屬具“鉤”住井蓋的方法是將井蓋開啟器的鉤伸進(jìn)井蓋板的提升孔并掛牢，通過提起開啟器的鉤以提升井蓋，屬具“撬”住井蓋的方法是將蓋板的一端撬起，通過人力或驅(qū)動裝置移動井蓋，屬具“吸”住井蓋的方法是通過電磁等形式吸住井蓋，再通過人力或驅(qū)動裝置提升井蓋。根據(jù)驅(qū)動裝置的不同可將其主要?jiǎng)澐譃椋喝肆?、液壓?qū)動、電動機(jī)驅(qū)動。根據(jù)動力從驅(qū)動裝置如何作用至井蓋的不同可將其主要?jiǎng)澐譃椋焊軛U原理、螺紋傳動、卷筒提升。

圖2 移動式井蓋開啟器技術(shù)分解

1.4 各分支在全球的申請量對比

針對移動式井蓋開啟器的樣本，本文從作用于井蓋方式的不同、提升原理的不同、驅(qū)動裝置的不同這三個(gè)方面進(jìn)行分支劃分。圖3所示為上述各分支在全球的申請量對比，其中，采用屬具“鉤”住井蓋的方法的申請量顯著大于其他“吸”、“撬”的作用方式的申請量，屬具“吸”住井蓋的方法一般都會使提升工具復(fù)雜化，而屬具“撬”住井蓋的方法雖然結(jié)構(gòu)簡單但可能因?yàn)椴僮鞑划?dāng)會損壞井蓋，因此，基于結(jié)構(gòu)和成本的考慮，采用屬具“鉤”住井蓋的方法使用就比較多，這與其相對其他兩者的申請量的多少也是大體吻合的；提升原理中采用杠桿原理的申請量較螺紋傳動、卷筒提升的申請量也遙遙領(lǐng)先，螺紋傳動和卷筒提升的方法通常都需要增加其他附屬結(jié)構(gòu)，例如絲杠、卷筒、絞盤等，而杠桿原理的運(yùn)用只需一根操作桿，因而，基于操作的簡單性及結(jié)構(gòu)的簡化性，采用杠桿原理的申請量也是相對多很多的；相較于電機(jī)驅(qū)動、液壓驅(qū)動的方式，為簡化裝置，更傾向于人力驅(qū)動。從上述各分支申請量的對比可以看出，該領(lǐng)域的研究完全貼合實(shí)際需要，從結(jié)構(gòu)簡化、經(jīng)濟(jì)成本的減小、操作的便利性來設(shè)計(jì)提升工具，并沒有脫離生活需求。

圖3 各分支在國內(nèi)和國外的申請量對比

1.5國內(nèi)申請的特點(diǎn)

國內(nèi)雖然起步晚，但近年來已經(jīng)不再機(jī)械的重復(fù)發(fā)達(dá)國家已經(jīng)申請的成熟結(jié)構(gòu)，而是另辟蹊徑，從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，結(jié)合實(shí)際需求。例如：（1）中國石油大學(xué)（華東）提出了一種自動抓取多種井蓋的裝置，該裝置的控制器6會控制第一步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)， 通過聯(lián)軸器8帶動轉(zhuǎn)軸9的旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動轉(zhuǎn)動座12的旋轉(zhuǎn)，控制器3也會控 制第二步進(jìn)電機(jī)16的旋轉(zhuǎn)，帶動齒輪19的旋轉(zhuǎn)，齒輪19帶動移動齒條20的 移動，進(jìn)而帶動抓手23的移動，控制器3通過控制第二步進(jìn)電機(jī)16帶動抓手 23的移動和第一步進(jìn)電機(jī)6帶動轉(zhuǎn)動座12的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的共同協(xié)調(diào)運(yùn)動，來實(shí)現(xiàn)電渦流傳感器25在井蓋上方的全面的檢測，從而確定井蓋孔的位置；在電渦流傳感器檢測到井蓋孔以后，通過控制左右兩個(gè)第一油缸的伸縮帶動左右兩個(gè)底座的上下移動和左右兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)帶動抓手的運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)了對多種井蓋的自動抓取的功能，大大提高了抓取井蓋的效率和節(jié)省了勞動力。

（2）2017年李程設(shè)計(jì)了一種機(jī)械式井蓋開啟裝置，該裝置啟動設(shè)備后，通過把手推動設(shè)備到待開啟的井蓋上方，啟動發(fā)動機(jī)，發(fā)動機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)箱旋轉(zhuǎn)，濕布條接觸井蓋，掃除井蓋和周邊的雜物，并將井蓋四周硬化的土壤加濕。推動設(shè)備，U形彈簧鋼11處于井蓋上方。發(fā)動機(jī)帶動絲桿轉(zhuǎn)軸8，螺母9下移，U形彈簧鋼11下移到井蓋的開孔上方。手動將U形彈簧鋼11壓縮，U形彈簧鋼11的兩端彎桿伸入井蓋的兩個(gè)開孔。放開后，彈簧12作用下兩端彎桿卡住開孔。絲桿轉(zhuǎn)軸8反向旋轉(zhuǎn)，U形鋼條10帶動U形彈簧鋼11上移，井蓋受力上移。

1.5 結(jié)語

專利技術(shù)的申請?jiān)谝欢ǔ潭壬象w現(xiàn)該國在相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)實(shí)力，在井蓋開啟器領(lǐng)域國內(nèi)專利相較于國外來說起步較晚，但后期國內(nèi)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展迅速，專利數(shù)量急劇增長，且質(zhì)量也大大提高。

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