李梅 羅珊

摘要：對(duì)樓道電梯的相關(guān)專利申請(qǐng)情況進(jìn)行了研究，分析了樓道電梯領(lǐng)域的全球和中國(guó)申請(qǐng)趨勢(shì)、專利申請(qǐng)地域分布，以及重要分支的技術(shù)演進(jìn)路線，大致梳理了其發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：樓道電梯;專利;技術(shù)分支

中圖分類號(hào)：TH 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2019）18-0059-03

Abstract： The related patent applications of stairlift were studied. The trend of patent applications， the area of patent applications and the development of technical branches in stairlift field was analyzed. The development direction of stairlift was sorted out.

Key Words： stairlift; patent; technical branches

1 引言

隨著老齡化社會(huì)的到來(lái)，居住在沒(méi)有安裝電梯的多層住宅樓內(nèi)的老年人出行困難的問(wèn)題日益嚴(yán)重。目前，部分城市出現(xiàn)了一些在既有建筑物外加裝轎廂式電梯的成功案例，但是，在樓梯外部加裝電梯，成本高，安裝完成后占用空間大，影響低層住戶的通風(fēng)和采光，同時(shí)，轎廂式電梯屬于特種設(shè)備，需要各個(gè)部門(mén)審批才能加裝，而且需要安裝轎廂式電梯的建筑物的建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)該符合相關(guān)規(guī)劃和質(zhì)監(jiān)標(biāo)準(zhǔn)，所以成功案例不多，推廣困難。因此，現(xiàn)在較為合理的解決方案是在樓道內(nèi)設(shè)置緊靠墻壁或樓梯護(hù)欄的樓道電梯，其不需要專門(mén)的安裝空間，因此，在不影響樓道正常使用的情況下，也解決了老人的上下樓困難的問(wèn)題。國(guó)內(nèi)外應(yīng)用的樓道電梯從服務(wù)功能上可大致分為站立式樓道電梯和座椅式樓道電梯[1-4]。

2 專利分布總體情況

選擇中國(guó)專利文摘數(shù)據(jù)庫(kù)（CNABS）以及德溫特世界專利數(shù)據(jù)庫(kù)（DWPI）的專利數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索，檢索對(duì)象為公開(kāi)日或公告日在2018年5月前的發(fā)明和實(shí)用新型專利申請(qǐng)。對(duì)樓道電梯中國(guó)及全球?qū)＠暾?qǐng)量、行業(yè)地域分布、主要技術(shù)分支演進(jìn)情況等方面進(jìn)行標(biāo)引和分析。

2.1 專利申請(qǐng)量年度統(tǒng)計(jì)分析

如圖1是樓道電梯中國(guó)及全球?qū)＠暾?qǐng)量年度分布統(tǒng)計(jì)圖，其中，第一件關(guān)于樓道電梯的申請(qǐng)專利為美國(guó)在1972年提出。隨后，在1972—1980年，全球整體范圍內(nèi)的專利年申請(qǐng)量穩(wěn)定保持在年均10件以下，屬于該領(lǐng)域的萌芽期，主要申請(qǐng)國(guó)家為美國(guó)、德國(guó)和英國(guó)。而1981年，日本開(kāi)始進(jìn)入樓道電梯領(lǐng)域，隨后，在1981-1993年期間，該領(lǐng)域全球?qū)＠晟暾?qǐng)量穩(wěn)定保持在年均20件以內(nèi)，屬于該領(lǐng)域緩慢發(fā)展期。在1994—2013年期間，該領(lǐng)域全球?qū)＠晟暾?qǐng)量進(jìn)入到20～50的區(qū)間，屬于該領(lǐng)域的穩(wěn)步發(fā)展期，在該階段日本起到了中流砥柱的作用，申請(qǐng)量占比40%;美國(guó)和德國(guó)在此階段穩(wěn)步發(fā)展，英國(guó)年申請(qǐng)量處于低迷狀態(tài)，中國(guó)也開(kāi)始進(jìn)入樓道電梯領(lǐng)域。2014年，由于中國(guó)專利事業(yè)的蓬勃發(fā)展，樓道電梯領(lǐng)域的全球年專利量開(kāi)始迅速增長(zhǎng)，從2015年開(kāi)始全球年專利量均超過(guò)100件，2015年達(dá)到頂峰，其中，中國(guó)成為該領(lǐng)域的主要申請(qǐng)國(guó)家。

2.2 專利申請(qǐng)地域分布

專利申請(qǐng)?jiān)瓌?chuàng)國(guó)的地域分布可以一定程度上反映出該國(guó)所掌握的專利申請(qǐng)，以及該國(guó)在該領(lǐng)域技術(shù)的研發(fā)能力和技術(shù)水平。通過(guò)對(duì)樓道電梯的所在國(guó)家和地區(qū)產(chǎn)權(quán)組織的分布進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到了如圖2所示的樓道電梯專利申請(qǐng)?jiān)瓌?chuàng)國(guó)地域分布圖。

從圖2可以看出，中國(guó)、日本、美國(guó)、德國(guó)和英國(guó)占據(jù)了排名前五，其申請(qǐng)量的總和達(dá)到了全球?qū)＠暾?qǐng)的93%，是樓道電梯技術(shù)最主要的技術(shù)產(chǎn)出。在19世紀(jì)70年代，美國(guó)、德國(guó)和英國(guó)是該領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊，三個(gè)國(guó)家的專利申請(qǐng)量的總和達(dá)到了全球?qū)＠暾?qǐng)的89%，且三個(gè)國(guó)家申請(qǐng)量均衡。在19世紀(jì)80年代，日本開(kāi)始進(jìn)入樓道電梯領(lǐng)域后，在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)專利申請(qǐng)量領(lǐng)先全球，其次為美國(guó)和德國(guó)，英國(guó)在該領(lǐng)域的研究熱度明顯減退。結(jié)合圖1年專利申請(qǐng)量分析可以得出，樓道電梯技術(shù)領(lǐng)域在我國(guó)的專利保護(hù)雖然起步落后于全球其他國(guó)家，但是在國(guó)家大力發(fā)展知識(shí)產(chǎn)權(quán)事業(yè)的背景下，我國(guó)該領(lǐng)域?qū)＠跀?shù)量上已經(jīng)領(lǐng)先全球，成為該領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)量第一大國(guó)。中國(guó)近年來(lái)在該領(lǐng)域的本國(guó)專利申請(qǐng)突飛猛進(jìn)地發(fā)展，主要有以下幾方面因素：一是國(guó)人的專利意識(shí)有所提高;二是中國(guó)老齡化問(wèn)題日益嚴(yán)重，而未安裝電梯的老舊住宅樓較多;三是國(guó)家科技研發(fā)能力的提升。在其他工業(yè)化程度較高的國(guó)家，如日本、美國(guó)、德國(guó)和英國(guó)，近幾年在該領(lǐng)域的研究熱度均處于較低水平，而中國(guó)在該領(lǐng)域的研究熱度高，則有機(jī)會(huì)突破一些常年不能突破的技術(shù)壁壘，搶先布局該領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)的專利市場(chǎng)。

2.3 專利技術(shù)發(fā)展演進(jìn)

通過(guò)對(duì)樓道電梯技術(shù)各個(gè)時(shí)期的專利文獻(xiàn)進(jìn)行梳理和分析，可以得到該領(lǐng)域的專利技術(shù)演進(jìn)線路圖，如圖3所示。圖3展示了樓道電梯領(lǐng)域中非懸掛式樓道電梯驅(qū)動(dòng)機(jī)械和控制系統(tǒng)技術(shù)分支為發(fā)展軸線的技術(shù)演進(jìn)過(guò)程。非懸掛式樓道電梯的驅(qū)動(dòng)機(jī)械通常會(huì)采用齒條和齒輪、摩擦輥驅(qū)動(dòng)，螺桿和螺母驅(qū)動(dòng)，以及牽引鋼纜、牽引鏈驅(qū)動(dòng)三種驅(qū)動(dòng)方式中的一種，在2000年以前主要為驅(qū)動(dòng)機(jī)械的機(jī)械結(jié)構(gòu)改進(jìn)，在2000年以后三種驅(qū)動(dòng)機(jī)械方式的改進(jìn)方向轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂葡到y(tǒng)的改進(jìn)，以進(jìn)一步提高裝置的安全性、舒適性和效率等。

通過(guò)對(duì)齒條和齒輪、摩擦輥驅(qū)動(dòng)的樓道電梯的相關(guān)專利文獻(xiàn)的統(tǒng)計(jì)和梳理發(fā)現(xiàn)，最早的專利由德國(guó)1980年提出（DE3001298A），沿樓梯方向設(shè)置齒條，在齒條下方平行設(shè)置導(dǎo)軌，齒輪與齒條嚙合，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)座椅上下樓。在后續(xù)的專利中相繼出現(xiàn)了對(duì)齒條和齒輪、摩擦輥驅(qū)動(dòng)的樓道電梯進(jìn)一步優(yōu)化，如（DE4122855A1）解決了目前樓道電梯通過(guò)設(shè)置與導(dǎo)軌平行的齒條，齒條與齒輪嚙合帶動(dòng)座椅上下樓，進(jìn)而導(dǎo)致生產(chǎn)和組裝的價(jià)格昂貴的技術(shù)問(wèn)題;如（JP特開(kāi)2000-62657A）其提供了一種由齒輪齒條驅(qū)動(dòng)，且可以同時(shí)輸送多人的樓道電梯，進(jìn)而提高了效率;如（US2005/0279580A1）進(jìn)一步提出一種由齒輪齒條驅(qū)動(dòng)，使用角傳感器來(lái)保證座椅平衡的樓道電梯。

通過(guò)對(duì)螺桿和螺母驅(qū)動(dòng)的樓道電梯的相關(guān)專利文獻(xiàn)的統(tǒng)計(jì)和梳理發(fā)現(xiàn)，最早的專利由德國(guó)1971年提出（DE2746268A），沿樓梯方向設(shè)置螺桿，螺母與座椅固定連接，螺桿與螺母嚙合，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)座椅上下樓。在后續(xù)的專利中相繼出現(xiàn)了對(duì)螺桿和螺母驅(qū)動(dòng)的樓道電梯進(jìn)一步優(yōu)化，如（FR2571036A1）進(jìn)一步提出一種由螺桿和螺母驅(qū)動(dòng)，使用兩個(gè)可移動(dòng)的軸承減小螺桿跨度的樓道電梯;如（JP特開(kāi)2008-239268A）其進(jìn)一步提高了螺桿螺母驅(qū)動(dòng)的樓道電梯的運(yùn)行速度。

通過(guò)對(duì)牽引鋼纜、牽引鏈驅(qū)動(dòng)的樓道電梯的相關(guān)專利文獻(xiàn)的統(tǒng)計(jì)和梳理發(fā)現(xiàn)，最早的專利由德國(guó)1970年提出（DE2719120A），沿樓梯方向設(shè)置鏈條，在樓梯兩端設(shè)置鏈輪，鏈條與鏈輪嚙合，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)座椅上下樓。在后續(xù)的專利中相繼出現(xiàn)了對(duì)牽引鋼纜、牽引鏈驅(qū)動(dòng)的樓道電梯進(jìn)一步優(yōu)化，如（GB2480674A）其提供了一種由卷?yè)P(yáng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，鋼絲繩帶動(dòng)座椅可沿環(huán)形軌道運(yùn)行的樓道電梯;如（CA2996478A1）進(jìn)一步提出曳引鋼索因疲勞折斷，軌道車會(huì)突然向下加速，容易發(fā)生意外，因此在樓道電梯上增設(shè)了超速自動(dòng)制動(dòng)機(jī)構(gòu)。

通過(guò)對(duì)樓道電梯控制系統(tǒng)的相關(guān)專利文獻(xiàn)的統(tǒng)計(jì)和梳理發(fā)現(xiàn)，最早的專利由美國(guó)1992年提出（US5228538A），在可移動(dòng)座椅上設(shè)置安全連鎖裝置，安全連鎖裝置包括塔扣和安全帶，塔扣里面設(shè)有常開(kāi)電氣開(kāi)關(guān)，當(dāng)乘客坐上可移動(dòng)座椅必須將安全帶與塔扣扣緊，否則爬樓機(jī)不能啟動(dòng)。在后續(xù)的專利中相繼出現(xiàn)了對(duì)樓道電梯控制系統(tǒng)多元化的發(fā)展，如（GB2480674A）其提供了一種由卷?yè)P(yáng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，鋼絲繩帶動(dòng)座椅可沿環(huán)形軌道運(yùn)行的樓道電梯;如（GB201418307A）在樓道電梯中增設(shè)防撞功能以進(jìn)一步提高安全性。

從圖3可以看出，樓道電梯三種驅(qū)動(dòng)方式均起源于1970—1980年，在1970年就提出了牽引鋼纜、牽引鏈的驅(qū)動(dòng)方式;隨后，在1971年就提出了螺桿和螺母驅(qū)動(dòng);齒條和齒輪、摩擦輥的驅(qū)動(dòng)方式發(fā)展稍晚一點(diǎn)，在1980年才提出。三個(gè)技術(shù)分支的技術(shù)發(fā)展主要圍繞在相應(yīng)驅(qū)動(dòng)方式缺點(diǎn)上的改進(jìn)優(yōu)化。至于樓道電梯的控制系統(tǒng)起步相對(duì)較晚，在1992年提出設(shè)置安全連鎖裝置提高安全性后，后續(xù)發(fā)展較為多元化，涉及使用角傳感器確保座椅平衡，提高螺桿螺母驅(qū)動(dòng)的樓道電梯的運(yùn)行速度，超速自動(dòng)制動(dòng)，面部和指紋識(shí)別以及樓道電梯的監(jiān)控系統(tǒng)等。

3 結(jié)語(yǔ)

本文梳理了樓道電梯技術(shù)領(lǐng)域的相關(guān)專利申請(qǐng)，對(duì)樓道電梯領(lǐng)域的專利申請(qǐng)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)分析，得到樓道電梯領(lǐng)域的全球和中國(guó)申請(qǐng)趨勢(shì)、專利申請(qǐng)地域分布、以及對(duì)重要分支的技術(shù)演進(jìn)路線進(jìn)行了分析，大致梳理了技術(shù)發(fā)展方向。

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