張妨

（ 齊齊哈爾大學(xué) 計(jì)算機(jī)與控制工程學(xué)院, 黑龍江 齊齊哈爾 161006 ）

0 引言

手持式電鉆由于其操作簡(jiǎn)單、便于攜帶、易用性廣，是使用頻率較高的一類電動(dòng)工具。手持式電鉆主要由電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)及絕緣機(jī)械結(jié)構(gòu)構(gòu)成，通過控制機(jī)構(gòu)控制電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)執(zhí)行相關(guān)的操作，實(shí)現(xiàn)手持式電鉆在各類材料上打孔的功能。手持式電鉆作為電動(dòng)工具行業(yè)的一員，其發(fā)展與民眾生活關(guān)系密切，研究其相關(guān)技術(shù)進(jìn)展情況十分重要[1-2]。

相較于一般意義上的科技文獻(xiàn)，專利文獻(xiàn)具有嚴(yán)格的分類標(biāo)準(zhǔn)以及審核制度，并與法律、經(jīng)濟(jì)相關(guān)，能夠更加系統(tǒng)及準(zhǔn)確的表征技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)及市場(chǎng)趨勢(shì)[3]，因此本文通過專利檢索技術(shù)，統(tǒng)計(jì)專利信息，對(duì)手持式電鉆這一大類產(chǎn)品的專利申請(qǐng)現(xiàn)狀、技術(shù)領(lǐng)域及技術(shù)層級(jí)進(jìn)行分析，預(yù)測(cè)其技術(shù)熱點(diǎn)。

本文數(shù)據(jù)來源：采用合享智慧incoPat全球?qū)＠麛?shù)據(jù)庫(kù)，基于手持式電鉆相關(guān)概念以及對(duì)應(yīng)的IPC（International Patent Classification）分類號(hào)對(duì)以手持式電鉆作為主要申請(qǐng)領(lǐng)域的專利信息進(jìn)行檢索，檢索截止日期為2020年12月05日，從技術(shù)角度采用去重規(guī)則對(duì)檢索結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。因受審查流程的影響，2019～2020年期間的部分?jǐn)?shù)據(jù)尚未公開，但并未對(duì)本文的實(shí)質(zhì)內(nèi)容產(chǎn)生影響。

1 專利申請(qǐng)現(xiàn)狀

1.1 全球申請(qǐng)趨勢(shì)

手持式電鉆相關(guān)專利全球申請(qǐng)趨勢(shì)見圖1。

圖1 手持式電鉆相關(guān)專利全球申請(qǐng)趨勢(shì)圖

如圖1所示，在1963年之前，手持式電鉆相關(guān)專利技術(shù)處于技術(shù)萌芽期，此階段相關(guān)專利申請(qǐng)量較少，年均申請(qǐng)量不足3件（世界），相關(guān)技術(shù)主要集中在驅(qū)動(dòng)電機(jī)、手柄開關(guān)、壓力按鈕等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上。1964年～1997年期間，手持式電鉆相關(guān)專利技術(shù)處于技術(shù)爬坡期，相關(guān)專利申請(qǐng)量整體處于上升趨勢(shì)，略有波動(dòng)，年均申請(qǐng)量高于60件（世界）；此階段電機(jī)及其控制技術(shù)發(fā)展迅速，并且熱塑性工程塑料作為絕緣材料也得到了應(yīng)用，以及出現(xiàn)了無電源線的充電電源技術(shù)，因此手持式電鉆相關(guān)技術(shù)得到了穩(wěn)步發(fā)展。1998年至今，手持式電鉆相關(guān)專利技術(shù)處于技術(shù)上升期，此階段相關(guān)專利申請(qǐng)量急速上升，年均申請(qǐng)量高于200件（世界）；在此階段，中國(guó)專利制度日趨完善，注重專利申請(qǐng)，成為手持式電鉆相關(guān)專利申請(qǐng)的主要所屬國(guó)，決定著手持式電鉆相關(guān)專利的全球申請(qǐng)趨勢(shì)。

圖1中，2019年～2020年專利申請(qǐng)量下降的原因，主要在于受專利申請(qǐng)審查流程的影響（專利公開和專利申請(qǐng)相比具有一定滯后性），因此通過圖1所示的趨勢(shì)圖可以預(yù)測(cè)，手持式電鉆相關(guān)專利申請(qǐng)量在未來一定階段內(nèi)應(yīng)該會(huì)繼續(xù)保持上升趨勢(shì)，其作為主要申請(qǐng)領(lǐng)域的相關(guān)專利技術(shù)仍會(huì)繼續(xù)保持相應(yīng)的熱度。

1.2 地域分布現(xiàn)狀

手持式電鉆相關(guān)專利地域申請(qǐng)占比分布，見圖2。

如圖2所示，對(duì)檢索截止日期之前專利申請(qǐng)人國(guó)別已確認(rèn)的手持式電鉆相關(guān)專利，按申請(qǐng)人國(guó)別及專利公開國(guó)別兩項(xiàng)信息，基于專利申請(qǐng)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。其中，申請(qǐng)人國(guó)別是指專利申請(qǐng)人所屬國(guó)（即專利原創(chuàng)國(guó)），專利公開國(guó)別是指專利申請(qǐng)地所屬國(guó)。

圖2 手持式電鉆相關(guān)專利地域申請(qǐng)占比分布圖

針對(duì)申請(qǐng)人國(guó)別此項(xiàng)信息，對(duì)應(yīng)的專利申請(qǐng)量排名前十依次為：中國(guó)、德國(guó)、日本、美國(guó)、列支敦士登、韓國(guó)、英國(guó)、澳大利亞、瑞士、法國(guó)，相應(yīng)的占比分別為：43．10%、16．72%、13．65%、11．53%、2．57%、1．75%、1．37%、1．29%、1．28%、1．12%。

針對(duì)專利公開國(guó)別此項(xiàng)信息，對(duì)應(yīng)的專利申請(qǐng)量排名前十依次為：中國(guó)、德國(guó)、日本、美國(guó)、歐洲專利局(EPO)、英國(guó)、法國(guó)、韓國(guó)、澳大利亞、世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織，相應(yīng)的占比分別為：45．85%、11．54%、11．24%、6．35%、3．55%、3．25%、3．15%、2．25%、2．22%、1．71%。

結(jié)合上述兩項(xiàng)信息，對(duì)申請(qǐng)人國(guó)別此項(xiàng)信息對(duì)應(yīng)的專利申請(qǐng)量進(jìn)行多邊申請(qǐng)（申請(qǐng)人在非其所屬國(guó)申請(qǐng)專利）占比分析，得到中國(guó)、德國(guó)、日本、美國(guó)、列支敦士登、韓國(guó)、英國(guó)、澳大利亞、瑞士、法國(guó)的多邊申請(qǐng)占比依次為 ：3．25%、50．95%、31．30%、74．13%、100．00%、0．00%、63．64%、64．52%、79．35%、37．04%。

在上述信息中，中國(guó)、德國(guó)、日本、美國(guó)四國(guó)無論是作為專利原創(chuàng)國(guó)，還是專利申請(qǐng)地，其專利申請(qǐng)量均位于前列，前者表明相應(yīng)國(guó)家的手持式電鉆相關(guān)技術(shù)創(chuàng)新水平較高，后者則表明相應(yīng)國(guó)家是手持式電鉆技術(shù)領(lǐng)域的重要目標(biāo)市場(chǎng)國(guó)。在多邊申請(qǐng)占比信息中，德國(guó)、美國(guó)占比依然較高，表明此二者既在手持式電鉆技術(shù)領(lǐng)域具有強(qiáng)烈的專利市場(chǎng)布局意識(shí)，又是手持式電鉆技術(shù)領(lǐng)域的主要產(chǎn)品輸出國(guó)，日本與此兩者相此，則稍顯不足。

值得注意的是，中國(guó)作為專利原創(chuàng)國(guó)時(shí)，其專利申請(qǐng)量在世界占比達(dá)到43．10%，但其中的多邊申請(qǐng)占比僅為3．25%，這表明中國(guó)在手持式電鉆技術(shù)領(lǐng)域的專利申請(qǐng)意識(shí)較高，創(chuàng)新程度較高，但是專利市場(chǎng)布局意識(shí)主要集中在國(guó)內(nèi)，其手持式電鉆相關(guān)產(chǎn)品主要是在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)及銷售，在今后應(yīng)加強(qiáng)其在海外的專利市場(chǎng)布局，以免其相關(guān)產(chǎn)品在海外受到專利封鎖。

2 專利技術(shù)分析

2.1 專利技術(shù)領(lǐng)域

IPC分類號(hào)是由字母、數(shù)字等字符構(gòu)成的對(duì)專利文獻(xiàn)按照技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行分類的標(biāo)識(shí)，不同的字母、數(shù)字按照部、大類、小類、大組、小組標(biāo)示出不同的技術(shù)領(lǐng)域。手持式電鉆相關(guān)專利IPC分類占比分布，見圖3。

圖3 手持式電鉆相關(guān)專利IPC分類占比分布圖

圖3 中左側(cè)的占比表格是以IPC分類部對(duì)手持式電鉆相關(guān)專利的技術(shù)領(lǐng)域占比進(jìn)行概括展示，右側(cè)的詞云圖則是以IPC分類小組對(duì)手持式電鉆相關(guān)專利的技術(shù)領(lǐng)域占比進(jìn)行詳細(xì)展示。

如圖3中IPC分類部占比表格所示，手持式電鉆相關(guān)專利在B（作業(yè)，運(yùn)輸）、H（電學(xué)）、F（機(jī)械工程，照明，加熱，武器，爆破）、G（物理）、E（固定建筑物）、A（人類生活必需品）、D（紡織、造紙）、C（化學(xué)、冶金）八個(gè)部分中均有涉及，占比依次為：86．13%、9．80%、1．46%、1．13%、0．77%、0．67%、0．04%，表明手持式電鉆相關(guān)專利技術(shù)涉及的技術(shù)領(lǐng)域廣泛，主要集中在作業(yè)、運(yùn)輸及電學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。

如圖3中IPC分類小組詞云圖所示，手持式電鉆相關(guān)專利涉及的IPC分類號(hào)數(shù)量較多，且占比較為分散。表1簡(jiǎn)要示出了排在前十位的IPC分類號(hào)（小組）的技術(shù)領(lǐng)域含義及專利占比情況，可以發(fā)現(xiàn)手持式電鉆相關(guān)專利技術(shù)主要集中在其本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，并且側(cè)重于電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相關(guān)設(shè)計(jì)。

表1 手持式電鉆相關(guān)專利部分IPC分類號(hào)（小組）含義對(duì)照表

2.2 專利技術(shù)層級(jí)

結(jié)合上述分析結(jié)果，基于語義算法，提取專利標(biāo)題、摘要和權(quán)利要求中的關(guān)鍵詞，對(duì)手持式電鉆相關(guān)專利技術(shù)進(jìn)行技術(shù)層級(jí)劃分，得到手持式電鉆相關(guān)專利技術(shù)層級(jí)占比分布圖，見圖4。

圖4 手持式電鉆相關(guān)專利技術(shù)層級(jí)占比分布圖

如圖4所示，手持式電鉆相關(guān)專利技術(shù)主要分為上下兩層，上層技術(shù)為：機(jī)械結(jié)構(gòu)、鉆孔控制、電源、驅(qū)動(dòng)控制、附加結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)裝置技術(shù)等五類。其中，機(jī)械結(jié)構(gòu)的下層技術(shù)主要為連接件、調(diào)節(jié)套環(huán)、電鉆夾頭、把手、防塵罩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；鉆孔控制的下層技術(shù)主要為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、鉆孔操作、自動(dòng)進(jìn)給、軸向移動(dòng)控制技術(shù)；電源的下層技術(shù)主要為再充電、電池式、充電電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；驅(qū)動(dòng)控制的下層技術(shù)主要為傳感器、電機(jī)轉(zhuǎn)速控制技術(shù)；附加結(jié)構(gòu)的下層技術(shù)主要是多功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；傳動(dòng)裝置的下層技術(shù)主要是齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。可以看出，在上手持式電鉆相關(guān)專利技術(shù)中，機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)占比最大，鉆孔控制、電源技術(shù)次之，驅(qū)動(dòng)控制、附加結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)裝置較為靠后，與前述分析結(jié)果相一致。

圖5示出了2000年～2018年手持式電鉆相關(guān)專利技術(shù)中下層技術(shù)連接件、調(diào)節(jié)套環(huán)、電鉆夾頭、把手、防塵罩、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、鉆孔操作、自動(dòng)進(jìn)給、軸向移動(dòng)、再充電、電池式、充電電路、傳感器、電機(jī)轉(zhuǎn)速、多功能、齒輪的專利申請(qǐng)情況。可以看出，連接件、多功能、防塵罩、電鉆夾頭技術(shù)的專利申請(qǐng)情況較好，在近五年發(fā)展呈現(xiàn)出較快速的增長(zhǎng)趨勢(shì)。

圖5 2000年～2018年手持式電鉆相關(guān)專利下層技術(shù)申請(qǐng)趨勢(shì)圖

3 結(jié)語

1）手持式電鉆相關(guān)專利的申請(qǐng)量呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，其中中國(guó)占比最大；中國(guó)、德國(guó)、日本、美國(guó)四國(guó)作為專利原創(chuàng)國(guó)及專利申請(qǐng)地，專利申請(qǐng)量均位于前四，德國(guó)、美國(guó)兩國(guó)的多邊專利申請(qǐng)情況優(yōu)于日本，中國(guó)的多邊專利申請(qǐng)情況較為不足。

2）手持式電鉆相關(guān)專利技術(shù)上層技術(shù)主要為：機(jī)械結(jié)構(gòu)、鉆孔控制、電源、驅(qū)動(dòng)控制、附加結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)裝置技術(shù)五類，其中機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)占比最大；機(jī)械結(jié)構(gòu)中的下層技術(shù)連接件、防塵罩、電鉆夾頭以及附加結(jié)構(gòu)中的下層技術(shù)多功能技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)較好，是近五年的研究熱點(diǎn)。