張楊

國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作北京中心

一、引言

其中，帶式輸送機(jī)和鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)一般屬于大型輸送機(jī)械，常用于工廠、碼頭和大型倉(cāng)庫(kù)的散貨輸送，例如帶式輸送機(jī)用于糧食、煤粉、化肥等粉狀、顆粒狀散貨的輸送，鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)相對(duì)帶式輸送機(jī)，其輸送承載面具有較高的強(qiáng)度和抗沖擊性，突出運(yùn)載能力，一般用于對(duì)輸送承載量要求較高的場(chǎng)景中，且能夠輸送煤塊、石料等塊狀散貨，在結(jié)構(gòu)方面而言，帶式輸送機(jī)和鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)的驅(qū)動(dòng)方式、傳動(dòng)組件、張緊度調(diào)節(jié)等結(jié)構(gòu)是相似的，且能夠相互借鑒。

輥道輸送機(jī)一般應(yīng)用于具有固定形狀或包裝的輸送，如箱、袋等，其特點(diǎn)是在輸送過(guò)的過(guò)程中，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需求，進(jìn)行輸送的分流、合流，并且能夠?qū)崿F(xiàn)在輸送過(guò)程中對(duì)貨物進(jìn)行分類、分揀，并且軌道輸送機(jī)組合式方便快捷，其在結(jié)構(gòu)上主要體現(xiàn)于輥筒/滾子結(jié)構(gòu)、輥筒/滾子的布局及驅(qū)動(dòng)設(shè)置。

其中，螺旋輸送機(jī)一般應(yīng)用于粉料、顆粒狀散貨的輸送，其特點(diǎn)是在輸送過(guò)程中能夠精細(xì)化控制物料的輸送量，以及在輸送過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生堵料的現(xiàn)象，既可以進(jìn)行開(kāi)放式的物料輸送，也可以進(jìn)行密封式的物料輸送，其主要特點(diǎn)在于螺旋桿結(jié)構(gòu)、與螺旋桿配合的殼體結(jié)構(gòu)、以及螺旋桿的支撐傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。[1]

振動(dòng)輸送機(jī)一般應(yīng)用于對(duì)零件、散料的分揀和篩分，其特點(diǎn)是在輸送過(guò)程中能將非正常狀態(tài)的零件自動(dòng)剔除或?qū)ι⒘线M(jìn)行篩分，也能夠根據(jù)振動(dòng)的頻率設(shè)置，控制物料的輸送節(jié)奏，其主要特點(diǎn)在于振動(dòng)裝置的設(shè)置，如電磁式、磁鐵式、機(jī)械配重式、液壓/氣壓式等，以及與振動(dòng)裝置相配合的柔性基座，如彈簧支架、液壓支架等。

本文將以螺旋輸送機(jī)為例進(jìn)行分析，通過(guò)分析結(jié)果來(lái)對(duì)螺旋輸送技術(shù)的專利申請(qǐng)趨勢(shì)進(jìn)行深一步的解讀。

二、螺旋輸送

下面就螺旋輸送技術(shù)的全球申請(qǐng)趨勢(shì)以及領(lǐng)域重要申請(qǐng)人的布局進(jìn)行詳細(xì)分析。

（一）全球螺旋輸送公開(kāi)趨勢(shì)

可以從圖1看出，2009年以前全球螺旋輸送領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)量較為平穩(wěn)，每年維持在400件左右，從2009年開(kāi)始出現(xiàn)大幅增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，2016年更是突破了1200件的申請(qǐng)量。說(shuō)明2009年以前螺旋輸送領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展較為平穩(wěn)，技術(shù)突破性和市場(chǎng)發(fā)展都較為平穩(wěn)，2009年后技術(shù)上有了較大突破，而且在市場(chǎng)發(fā)展中也重新煥發(fā)活力。

圖1 全球螺旋輸送公開(kāi)趨勢(shì)

在中國(guó)螺旋輸送領(lǐng)域，純授權(quán)狀態(tài)比例50.43%，權(quán)利終止?fàn)顟B(tài)比例29.17%，實(shí)質(zhì)審查狀態(tài)比例7.82%，純公開(kāi)狀態(tài)比例3.11%。通過(guò)這種宏觀大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，可以粗略測(cè)算出中國(guó)螺旋輸送領(lǐng)域總體的專利申請(qǐng)授權(quán)率。具體測(cè)算方法如下：

將純授權(quán)狀態(tài)比例和權(quán)利終止?fàn)顟B(tài)比例相加，即50.43%+29.17% =79.61%，以此作為經(jīng)過(guò)實(shí)質(zhì)審查案件的授權(quán)比例。而后將實(shí)質(zhì)審查狀態(tài)比例和純公開(kāi)狀態(tài)比例相加，即7.82%+3.11% =10.93%，將此部分案件按照上述得到的經(jīng)過(guò)實(shí)質(zhì)審查案件的授權(quán)比例測(cè)算出可能轉(zhuǎn)化為授權(quán)的比例，即10.93%*79.61% =8.70%。這樣將兩部分案件授權(quán)的比例相加，即79.61%+8.70% =88.31%，就能粗略測(cè)算出中國(guó)螺旋輸送領(lǐng)域總體的專利申請(qǐng)授權(quán)率為88.31%。

（二）無(wú)軸螺旋輸送機(jī)

螺旋輸送是一種通過(guò)螺旋葉片旋轉(zhuǎn)進(jìn)而推動(dòng)物料進(jìn)行輸送的典型輸送形式，其在流體狀物料的輸送領(lǐng)域具有極大的優(yōu)勢(shì)。其中，無(wú)軸螺旋輸送機(jī)具有更高的運(yùn)用前景，其相對(duì)于有軸螺旋輸送機(jī)具有輸送容積更大，輸送環(huán)境適應(yīng)性更強(qiáng)，輸送阻力更小的優(yōu)勢(shì)。接下來(lái)，我們將對(duì)該種類的螺旋輸送機(jī)進(jìn)行重點(diǎn)分析。

與在整個(gè)螺旋輸送領(lǐng)域類似，早期在無(wú)軸螺旋輸送領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)量很少。但不同的是，整個(gè)無(wú)軸螺旋輸送領(lǐng)域從2006年開(kāi)始顯著增加，而后除了2008年受金融危機(jī)影響，整體呈高速上升態(tài)勢(shì)。直到2016年申請(qǐng)量達(dá)到最高峰，而后呈緩慢下滑趨勢(shì)。可見(jiàn)，對(duì)輸送帶材質(zhì)的研究目前已經(jīng)進(jìn)入相對(duì)成熟期，技術(shù)發(fā)展較為成熟穩(wěn)定。

從圖2中可以看出，國(guó)外對(duì)于無(wú)軸螺旋輸送機(jī)的申請(qǐng)保護(hù)有著很強(qiáng)的趨向，其中共有三位外國(guó)申請(qǐng)人進(jìn)入了申請(qǐng)量的前十位，分別位于第二、第四和第七位，而第一位則由中國(guó)申請(qǐng)人錢堯翎占據(jù)，中國(guó)申請(qǐng)人在無(wú)軸螺旋輸送領(lǐng)域具有較強(qiáng)的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，說(shuō)明中國(guó)以前在該領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展雖然緩慢，但是經(jīng)過(guò)近幾年的科技研究投入，中國(guó)已經(jīng)在該領(lǐng)域處于領(lǐng)導(dǎo)地位。

圖2 無(wú)軸螺旋輸送機(jī)全球申請(qǐng)人排名

2004年以前，全球范圍內(nèi)日本為主要申請(qǐng)國(guó)，而2004年以后中國(guó)申請(qǐng)量激增，一躍超過(guò)日本成為全球申請(qǐng)量第一，而后每年一直呈上升趨勢(shì)，始終領(lǐng)跑全球各國(guó)。由此可見(jiàn)，2004年開(kāi)始中國(guó)大力研發(fā)和應(yīng)用螺旋輸送，在全球螺旋輸送領(lǐng)域占據(jù)了主導(dǎo)地位，相信在不久后中國(guó)在螺旋輸送領(lǐng)域的申請(qǐng)量將超越日本成為第一。

在中國(guó)螺旋輸送領(lǐng)域，申請(qǐng)人專利申請(qǐng)量排名前十名中均是中國(guó)申請(qǐng)人，說(shuō)明我國(guó)申請(qǐng)人在中國(guó)螺旋輸送領(lǐng)域具有較高的競(jìng)爭(zhēng)力，在專利申請(qǐng)量上具有較大優(yōu)勢(shì)。其中，錢堯翎以申請(qǐng)量56件位于榜首，無(wú)錫錫東能源科技有限公司以42件位于第二，上述兩位申請(qǐng)人在螺旋輸送領(lǐng)域上的技術(shù)研發(fā)能力最強(qiáng)，第三到十位申請(qǐng)人在該領(lǐng)域的研發(fā)傾向低于前兩位申請(qǐng)人。從整體上來(lái)看，前十名申請(qǐng)人的專利申請(qǐng)量相差不多，說(shuō)明中國(guó)螺旋輸送領(lǐng)域技術(shù)均布性較好，并不存在明顯的壟斷情況。

中國(guó)在無(wú)軸螺旋輸送領(lǐng)域的申請(qǐng)從早期的寥寥無(wú)幾，到2005年起的快速增長(zhǎng)，經(jīng)歷了2010年的短期回落后，再次快速增長(zhǎng)，到2016年爆發(fā)式增長(zhǎng)后開(kāi)始緩慢回落。[2]中國(guó)在無(wú)軸螺旋輸送機(jī)領(lǐng)域的技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了十分成熟且先進(jìn)的水準(zhǔn)，為全國(guó)甚至全球在該領(lǐng)域的科技發(fā)展作出了突出而卓越的貢獻(xiàn)。

國(guó)內(nèi)在無(wú)軸螺旋輸送機(jī)方面的靠前申請(qǐng)均為中國(guó)申請(qǐng)人，申請(qǐng)量除了排名第一位的錢堯翎之外，分布較為平均，說(shuō)明在該領(lǐng)域的科研投入較為普及。

我國(guó)申請(qǐng)人的省市排名前十位為浙江、江蘇、山東、北京、天津、福建、安徽、湖北、上海、河南。說(shuō)明在該技術(shù)領(lǐng)域，上述省市的科研實(shí)力更具有優(yōu)勢(shì)，其中就浙江、江蘇尤為突出，進(jìn)一步說(shuō)明了該地區(qū)對(duì)于專利申請(qǐng)的極高活躍度。

我國(guó)在無(wú)軸螺旋輸送領(lǐng)域的專利有效率為52.43%，失效率為36.83%，在審中為10.74%，考慮到一部分授權(quán)后專利失效的情況，在無(wú)軸螺旋輸送領(lǐng)域的專利有效性與整體的螺旋輸送領(lǐng)域的專利申請(qǐng)的有效率相當(dāng)，說(shuō)明我國(guó)在無(wú)軸螺旋輸送領(lǐng)域具有較高的科技研發(fā)效果，取得的科研成果比較顯著。

（三）無(wú)軸螺旋輸送機(jī)重要申請(qǐng)人分析

通過(guò)之前的國(guó)內(nèi)申請(qǐng)人排名可以看出，錢堯翎在無(wú)軸螺旋輸送領(lǐng)域具有極其大的申請(qǐng)量，遠(yuǎn)超排名第二位的長(zhǎng)興日月環(huán)保機(jī)械有限公司，且該申請(qǐng)人在無(wú)軸螺旋輸送機(jī)的研發(fā)覆蓋面也較為廣闊，具有一定的分析價(jià)值。

在無(wú)軸螺旋輸送機(jī)領(lǐng)域，錢堯翎作為全球和全國(guó)申請(qǐng)量均較超前的申請(qǐng)人，且其文獻(xiàn)被引用次數(shù)也較多，能夠說(shuō)明書該申請(qǐng)人在該領(lǐng)域具有較大的科研發(fā)展能力，具有較強(qiáng)的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)地位，現(xiàn)按照其技術(shù)發(fā)展路徑繪制如下技術(shù)路線圖。

從圖3分析可知，當(dāng)前無(wú)軸式螺旋輸送機(jī)的研究方向主要分布在以下幾個(gè)方向。

圖3 技術(shù)路線圖

1.防跳、防起拱

無(wú)軸式螺旋輸送機(jī)在具有輸送容量更大的優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，因?yàn)槠湓诮Y(jié)構(gòu)上缺少輸送軸的支撐，其在整體強(qiáng)度上不具有優(yōu)勢(shì)，更容易出現(xiàn)葉片起跳或者物料起拱的情況。申請(qǐng)人于2006年提出了采用三向接觸式壓輥（托輥）對(duì)葉片進(jìn)行軸向的全方位支撐，從而避免葉片起跳，但可以看出該申請(qǐng)實(shí)質(zhì)上占用了較大的輸送空間；因此，申請(qǐng)人在2007提出了采用在葉片表面開(kāi)孔，并采用加強(qiáng)筋貫穿葉片開(kāi)孔的方式來(lái)提高葉片的整體強(qiáng)度，進(jìn)而降低葉片起跳的風(fēng)險(xiǎn)，該方案在加強(qiáng)葉片強(qiáng)度的同時(shí)，占用了較小的輸送空間，但是因?yàn)榧訌?qiáng)筋與葉片表面很近，會(huì)出現(xiàn)物料輸送阻力變大的情況；隨后，申請(qǐng)人在同一年提出了在葉片沿輸送方向的兩側(cè)設(shè)置半弧形的防跳塊單元的技術(shù)方案，其能夠保證在占用小的輸送空間的同時(shí)降低葉片起跳的風(fēng)險(xiǎn)，并且對(duì)于物料輸送的阻力降低也有一定的貢獻(xiàn)；之后，申請(qǐng)人于2011年提出了在葉片的上方設(shè)置具有彈性的封料板的技術(shù)方案，其通過(guò)葉片起跳和物料起拱通常是向上方的情況，在上方設(shè)置彈性的封料板，大大的增強(qiáng)了物料的輸送空間，同時(shí)對(duì)物料的起拱起到了較好的抑制作用。[3]

2.防堵

無(wú)軸螺旋輸送機(jī)因其不具有輸送軸而在物料輸送時(shí)堵塞的風(fēng)險(xiǎn)更高，申請(qǐng)人在2006年分別提出了采用彈性擋條和反向螺旋多點(diǎn)卸料的技術(shù)方案來(lái)解決無(wú)軸螺旋輸送機(jī)的堵塞問(wèn)題；隨后，在2008年，申請(qǐng)人又提出了通過(guò)多點(diǎn)進(jìn)料、多點(diǎn)出料并行的方式，進(jìn)一步解決無(wú)軸螺旋輸送機(jī)的堵塞問(wèn)題；并在隨后同一年分別提出了等直徑、變螺距和變直徑、變螺距的技術(shù)方案來(lái)解決上述問(wèn)題，該方案在保證了較小輸送阻力的同時(shí)避免了物料的堵塞問(wèn)題；之后，申請(qǐng)人于2011年提出了在葉片上方設(shè)置彈性封料板的技術(shù)方案，解決了物料因起拱最后導(dǎo)致堵塞的問(wèn)題。

3.防纏繞

無(wú)軸螺旋輸送機(jī)較于有軸螺旋輸送機(jī)具有強(qiáng)大的防纏繞能力，但是在一些情況下，物料仍有可能對(duì)無(wú)軸螺旋輸送機(jī)的葉片進(jìn)行纏繞，從而導(dǎo)致機(jī)器故障發(fā)生。申請(qǐng)人在2006年提出了采用平行設(shè)置的螺旋葉片的方案，在針對(duì)大流量物料輸送時(shí)，有效的降低了葉片因運(yùn)輸力不足而導(dǎo)致的纏繞問(wèn)題；隨后，申請(qǐng)人在2008年提出了采用L型截面的葉片并在葉片表面設(shè)置弧形過(guò)渡段的技術(shù)方案，通過(guò)降低葉片與物料之間的多余應(yīng)力的方式，降低葉片被纏繞的風(fēng)險(xiǎn)。

4.耐磨性

無(wú)軸螺旋輸送機(jī)在作業(yè)時(shí)其葉片或殼體通常會(huì)發(fā)生磨損，申請(qǐng)人針對(duì)該技術(shù)問(wèn)題，在2006年和2007年提出了采用在殼體內(nèi)壁設(shè)置耐磨襯板來(lái)提高無(wú)軸螺旋輸送機(jī)的使用壽命的技術(shù)方案，隨后，在2008年提出采用拼接式的耐磨襯板設(shè)置于葉片下部的殼體內(nèi)壁上，提高了襯板的拆裝便捷性，也保證了無(wú)軸螺旋輸送機(jī)較長(zhǎng)的使用壽命。

結(jié)語(yǔ)

螺旋輸送技術(shù)通過(guò)不斷的發(fā)展，其基礎(chǔ)技術(shù)已經(jīng)趨于成熟。國(guó)外在近些年對(duì)于螺旋輸送機(jī)逐漸降低了申請(qǐng)投入，但是在國(guó)內(nèi)，隨著我國(guó)工業(yè)化的發(fā)展速度持續(xù)進(jìn)步，我國(guó)的申請(qǐng)人在螺旋輸送機(jī)方面的申請(qǐng)趨勢(shì)一直保持著穩(wěn)定的提升，同時(shí)，在對(duì)于螺旋輸送機(jī)的研究分析上也呈現(xiàn)了多方向的發(fā)展勢(shì)頭。相信在不久的將來(lái)，我國(guó)在螺旋輸送技術(shù)上能夠獲得大量穩(wěn)定的專利技術(shù)，一旦合理地投入市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)中，其勢(shì)必將大大的推動(dòng)我國(guó)市場(chǎng)的繁榮，并有力地保障我國(guó)申請(qǐng)人的合理利益。