汪婭驊 馬曉迪

摘 要：該文對國內外墻面打磨設備的專利申請進行了分析，總結了主要技術分支以及發(fā)展脈絡，研究了墻面打磨技術的發(fā)展方向及研發(fā)熱點，并對主要申請人/專利權人進行統(tǒng)計，梳理了核心技術的掌握情況，為國內申請人進一步開展技術研究提供借鑒。

關鍵詞：墻面；打磨；拋光；專利分析

中圖分類號：G306 文獻標志碼：A

0 引言

在建筑行業(yè)中，在進行墻面施工時，如粉刷、油漆、黏貼壁紙等，需要對墻體進行打磨、拋光以保證其平整度。傳統(tǒng)墻面打磨大多采用人工操作，工人手持砂紙打磨墻面不僅勞動強度大、效率低，拋光效果完全依靠工人的熟練程度，而且長時間作業(yè)的疲勞和粉塵會嚴重損害健康。

墻面打磨機是現(xiàn)如今建筑施工中必備的打磨工具，其可以廣泛用于內外墻體的四壁、天花板磨平、打毛，具有省時、省力、高效的特點，其通過使用電動打磨頭進行自動作業(yè)，替代了傳統(tǒng)的人工操作。發(fā)展至今，打磨機的種類多達十幾種，具備的功能也日漸增多，由最初的人工操作到電機帶動砂輪打磨，再發(fā)展為集除塵、伸縮、升降等功能一體化的設備，并進而向著自動化、智能化方向發(fā)展。

該文以墻體打磨設備的專利申請數(shù)據(jù)為分析樣本，研究分析這一技術的國內外專利布局情況，梳理擁有核心技術的國內外公司并進行專利分析，比較國內外專利技術以及專利申請方面的差異，為國內相關企業(yè)的創(chuàng)新方向提供一定的參考。

1 專利申請狀況分析

從圖1可以看出近些年該領域專利申請量的激增趨勢，墻體打磨技術在2010年之前的發(fā)展較為平緩，全球申請量并不顯著，而在2010年之后則呈現(xiàn)出翻倍遞增的趨勢，這一趨勢表明了該領域出現(xiàn)了重大發(fā)展和技術創(chuàng)新，其中，尤其是中國專利的迅速增長，更是彰顯了中國市場對墻體打磨設備的重視。

從專利數(shù)據(jù)來源分布可知，中國在墻體打磨設備領域的專利申請量最大，顯示出我國在該領域的專利申請量上占據(jù)主導地位，這顯示出中國企業(yè)對墻體打磨設備的需求量和消費量正在大幅度增加，同時在國家的大力宣傳和推廣下，中國企業(yè)的專利意識逐步增強。

通過圖2分析可以發(fā)現(xiàn)，在墻體打磨領域中，申請人/發(fā)明人較多，并沒有類似電子或通信領域中的“一家獨大”現(xiàn)象，專利申請量的分布較為平均。其中，中國雖然申請量很大，但是申請人/專利權人并不集中，并且人均申請人量較小，不能構成有效的專利布局，而且中國專利的布局也僅限于國內市場，綜合競爭實力較弱，有待中國企業(yè)提升對專利布局的重視程度。

2 專利技術概況

通過對該設備的各個技術分支進行分析，從2007-2017年的分析樣本中可以看出，全球專利申請的關注重點集中在動力驅動方式、高度調節(jié)、設備移動以及除塵等方向。通過梳理墻面打磨各個技術分支下的專利申請，分析各技術的發(fā)展過程，見表1。

2.1 關于動力驅動方式

傳統(tǒng)的打磨方式為手工打磨，使用砂紙架對砂紙進行夾持，由工人手工操作。在后續(xù)的發(fā)展進程中，電機驅動磨頭旋轉成了一種常用的驅動方式，無論是1919 GB142446、1986年CN85200759通過電動機實現(xiàn)磨頭的驅動，還是 2011年CN102107381A、 2014年EP2712705A2的多磨頭電動打磨，打磨設備的驅動方式從傳統(tǒng)的人工作業(yè)，已發(fā)展為成熟的使用電機帶動磨頭進行工作，并具備了不同功能，如多磨頭、三角磨頭、陰陽角打磨等。

2.2 高度調節(jié)方式

由于人工操作的局限性，現(xiàn)場作業(yè)時工人需要大范圍的進行施工，因此，實現(xiàn)打磨裝置的高度調節(jié)是一種基本的訴求。1991年US5042208、 2003年CN1396041A、2007年EP1767311A1均通過連接部件將打磨頭可移動地設置在滑軌上，根據(jù)實際需要調節(jié)磨頭的高度。隨著導軌技術的日益發(fā)展，通過使用軌道帶動磨頭的移動逐漸成為業(yè)內常用的升降方式， 2010年EP2035193還使用了連桿支架進行磨頭的整體升降，另外，使用齒輪、齒條進行升降亦是一種解決上下移動的方法。

2.3 除塵方式

在墻面打磨過程中，如何最大程度地進行除塵以保證環(huán)境安全是必須考慮的因素。除塵方式主要分為兩大類：干打磨和濕打磨。

濕打磨通過噴灑液體避免粉塵污染，1986年JPS6125773A、 1989年EP0314019、2010年EP2208573A1均通過使用噴頭沿著磨頭方向往磨頭和墻體之間的間隙噴水以解決粉塵問題，2015年的CN105058183A在打磨盤的一側設置噴水管，打磨前先對墻面進行噴水，使墻面達到相應的濕度。干打磨是通過設置粉塵收集裝置收集打磨過程中產(chǎn)生的粉塵。常用的處理方式是設置吸塵器吸收打磨過程的產(chǎn)生的粉塵。1994年WO9404066A1、 2003年US2003171079A1、2007年CN1903508A、2008年CN201089100Y等專利均是通過在打磨頭上設置管道以直接抽吸產(chǎn)生的粉塵并收集至專用集塵設備中，而集塵設備的形式亦根據(jù)實際情況分為便攜式、滾動式、水箱式等。

隨著設備的高效化、節(jié)能化發(fā)展，利用打磨電機的旋轉動力而實現(xiàn)吸塵成了一種新的發(fā)展方向，如專利CN203863448U、CN2843747Y和2017年CN107486767A的一體式打磨吸塵磨頭。

2.4 設備移動方式

傳統(tǒng)的移動方式是通過工人手持工具進行移動，為了進一步實現(xiàn)大范圍的打磨，手持工具的手柄部分成為改進的方向，常規(guī)的長桿被替換為各種可伸縮桿，如2005年US2005035048的伸縮接頭固定式、2009年US7625264B1的卡扣式、2017年CN106891212A的螺紋連接式。

當小型的打磨工具不能滿足大面積、長勞動量的作業(yè)需求時，大型可移動式的打磨設備成為行業(yè)發(fā)展的另一方向，常規(guī)的設備移動方式為構建一個具有車輪的外體框架使其移動，如1980年的GB335723、1991年的5042208、2004年的WO2004108351A2等。

由于存在設備體積較大、打磨軌跡不靈活、需要人工配合移動等問題，打磨設備正在朝著自動化、智能化方向發(fā)展。在如何實現(xiàn)墻面打磨設備智能化的發(fā)展進程中，控制因素和運動因素是兩個至關重要的研究點在運動方式上，2002年CN2499170Y、2017年KR20170121768均公開了吸附式的墻面修磨裝置，通過吸盤的吸附能力使整個裝置固定在墻面上，2014年CN203993411U使用帶吸盤的履帶輪實現(xiàn)裝置在墻面的爬形，并配合風機為吸盤提供負壓以提升打磨機的吸附能力，爬壁能力更具有優(yōu)勢。在控制方式上，隨著集成芯片技術的飛速發(fā)展，打磨設備的智能化控制也日漸發(fā)展成熟，其中，主要的研究方向包括如何檢測墻面的平整度、如何實時調整裝置的移動軌跡等，如CN206200669U、CN204738511。

3 結語

墻面打磨設備可以實現(xiàn)墻面自動打磨，以機器的有序高效打磨代替人工的無序施工，既能改善勞動環(huán)境，防止空氣污染，又能大幅度地提高效率，減輕人工勞動強度。該文從專利角度出發(fā)，分析了設備發(fā)展歷程，并從驅動、吸塵、升降等因素總結了墻面打磨設備的現(xiàn)有狀況。通過上述分析可以看出，由于吸塵、驅動技術的日漸成熟，不管是桿式打磨的伸縮方式、大型打磨設備的升降結構，或是除塵方式，現(xiàn)有技術均提供了多種技術手段。因此，國內申請人在該領域的研究方向可以更加細化、深入，并結合已授權的專利進行布局。

在打磨設備領域，無論是吸塵技術、移動技術、升降技術均已非常成熟，因此，這一把雙刃劍，給中國企業(yè)帶來了機會，即如何利用專利為國內產(chǎn)品增加含金量，但是同時也對專利產(chǎn)品的技術含量有了更高的要求，我國的企業(yè)應把握智能化的大潮，調整打磨設備的專利申請方向與數(shù)量，占領新的“專利高地”。

參考文獻

[1]吳神麗.一種無塵墻體打磨機的設計[J].機械工程師，2008（1）：104-105.

[2]傅小平.建筑墻面環(huán)保打磨機研究[J].重慶建筑，2012（12）：48-49.

[3]邵春萍.建筑工程外墻漆和內墻漆的施工工藝[J].黑龍江科學，2015，5（4）：174.

[4]唐宗軍.一種全方位移動爬壁機器人系統(tǒng)設計[J].機器人技術，2006（1）：33-35.

[5]葉又東.墻面拋光機器人[J].信息科技輯，2006（5）：140-156.