机械创新设计及专利申请

随着科学技术的不断发展，知识对人类社会的经济和生活的影响日趋明显，知识经济社会是创新的社会，创新是知识经济的灵魂，而技术创新又在其中发挥着极其重要的作用，而机械创新设计是机械工程研究领域的重要内容之一。机械创新设计的目的是设计出能达到机械工作目的，结构新颖和具有科学原理的机械系统。机械创新设计的成果经常被研究仿制，对机械创新设计的成果进行专利保护是对知识产权进行保护的重要途径。对于专利的撰写，由于申请人或发明人的专利知识不足，会造成所提供的发明内容不清楚、不完整，以及缺乏发明的技术手段，造成发明审查时间过长，申请文件错误等问题，因此应提高专利申请撰写质量，以更好地对机械创新设计的成果进行专利保护。本书主要阐述了机械创新设计及专利申请的相关知识，全书共分8章，主要内容包括：创新与产品创新，创新设计的类型，机械产品常规设计、现代设计与创新设计；思维的特性与类型、常用创新设计的基本原理与法则、常用的创新技法；机械创新设计的技术基础；机械创新设计基本方法；基于TRIZ的创新设计；常用专利文献检索资源简介、检索对象与检索范围、案例检索及陈述意见书或权利要求书查询；专利撰写基础知识、说明书的撰写、权利要求书的撰写、权利要求中语言的应用、权利要求书撰写的具体要求及常见缺陷、发明撰写时常见问题总结和专利撰写实例等内容；专利审查意见陈述书的撰写，对申请文件的修改，审查意见、陈述和补正实录等内容。本书在选材上，以机械创新设计及专利申请知识为主要内容，注重知识的基础性和系统性，又兼顾了知识面的拓展，内容比较新颖丰富。本书适合从事机械设计和发明方法、创新方法的实践人员、研究人员和爱好者以及理工类高等院校师生阅读；也适合创新方法、知识产权相关专业的师生选为参考书。本书由陈继文、杨红娟、陈清朋、崔嘉嘉、李鑫编著。山东建筑大学于复生教授为本书的编写提出了宝贵的意见。在本书编写过程中，参阅了大量相关书籍和文献资料成果，在此向相关作者一并致以深深的谢意。感谢山东建筑大学机电工程学院、山东建筑大学电梯技术研究所的大力支持。由于笔者经验不足，水平有限，书中难免有不足之处，恳切希望读者批评、指正。编著者

本书详述了实用的机械创新设计的思维基础、技术基础和基本方法,以及基于TRIZ的创新设计理论,详述了专利检索、撰写和审查意见回复相关方面的内容,所选实例丰富、具有代表性,对实例内容的分析具体、透彻。本书内容的阐述深入浅出,便于自学和实践。内容主要包括:创新设计的类型、机械创新设计的思维基础、机械创新设计的技术基础、机械创新设计基本方法、基于TRIZ的创新设计、专利信息检索技术、专利撰写与实例分析、专利审查意见与回复等。本书适合从事机械设计和发明方法、创新方法的实践人员、研究人员和爱好者以及理工类高等院校师生阅读;也适合创新方法、知识产权相关专业的师生选为参考书使用。

第1章　绪论　/ 1

　1.1　创新与产品创新　/ 1

　　1.1.1　创新的概念　/ 1

　　1.1.2　产品创新　/ 2

　1.2　创新设计　/ 3

　　1.2.1　创新设计的概述　/ 3

　　1.2.2　创新设计的类型　/ 4

　1.3　机械产品常规设计、现代设计与创新设计　/ 4

　　1.3.1　机械系统设计的重要性　/ 5

　　1.3.2　常规设计　/ 6

　　1.3.3　现代设计　/ 7

　　1.3.4　机械创新设计　/ 7

　　1.3.5　机械创新设计主要内容　/ 9

第2章　机械创新设计的思维基础　/ 10

　2.1　思维的特性与类型　/ 10

　　2.1.1　思维的特性　/ 10

　　2.1.2　思维的类型　/ 11

　　2.1.3　创造性思维的形成与发展　/ 14

　2.2　常用创新设计的基本原理与法则　/ 16

　　2.2.1　创新的基本原理　/ 16

　　2.2.2　创新法则　/ 17

　2.3　常用的创新技法　/ 19

　　2.3.1　群体集智法　/ 19

　　2.3.2　类比创新法　/ 19

　　2.3.3　系统分析法　/ 20

　　2.3.4　仿生法　/ 21

　　2.3.5　组合创新法　/ 22

　　2.3.6　移植创新法　/ 23

　　2.3.7　联想法　/ 24

　　2.3.8　功能设计法　/ 24

    2.3.9　反求设计法　/ 24

　　2.3.10　形态分析法　/ 26

第3章　机械创新设计的技术基础　/ 28

　3.1　机器的组成分析　/ 28

　　3.1.1　机械及其分类　/ 28

　　3.1.2　机器的组成及基本形式　/ 31

　　3.1.3　机械系统的发展　/ 33

　3.2　机械系统运动方案设计　/ 36

　　3.2.1　机械运动系统　/ 36

　　3.2.2　机械运动机构　/ 38

　　3.2.3　机械运动控制　/ 40

　3.3　机械系统方案的评价　/ 44

　　3.3.1　评价指标体系的确定　/ 44

　　3.3.2　评价指标体系　/ 45

　　3.3.3　模糊综合评价法　/ 47

第4章　机械创新设计基本方法　/ 48

　4.1　机构创新设计　/ 48

　　4.1.1　机构的变异、演化与创新设计　/ 48

　　4.1.2　机构的组合与创新设计　/ 55

　　4.1.3　机械创新中几种常用的实用机构　/ 62

　4.2　机械结构创新设计　/ 66

　　4.2.1　机械结构设计的概念与步骤　/ 66

　　4.2.2　结构元素的变异与演化　/ 67

　　4.2.3　机械结构创新设计的基本方法　/ 71

　　4.2.4　机械结构创新设计的发展方向　/ 81

　　4.2.5　机械创新设计的实例　/ 84

　4.3　机械创新与结构创新设计案例　/ 89

　　4.3.1　传送装置创新方案设计　/ 89

　　4.3.2　工业机械手创新方案设计　/ 92

　　4.3.3　直线滑台创新方案设计　/ 95

　　4.3.4　电梯轿厢的创新方案设计　/ 96

　　4.3.5　电梯轨道创新方案设计　/ 98

第5章　基于TRIZ的创新设计　/ 100

　5.1　TRIZ概述　/ 100

　　5.1.1　TRIZ的定义　/ 100

　　5.1.2　TRIZ对发明问题的分级　/ 101

　　5.1.3　TRIZ理论体系的主要内容　/ 102

　　5.1.4　经典TRIZ的体系结构　/ 103

    5.1.5　TRIZ解决问题的模式　/ 104

　5.2　TRIZ1141体系　/ 104

　5.3　TRIZ的“思维桥”　/ 106

　　5.3.1　“思维桥”的概念　/ 106

　　5.3.2　终理想解　/ 106

　　5.3.3　九屏法　/ 107

　　5.3.4　STC 算子　/ 109

　　5.3.5　金鱼法　/ 109

　　5.3.6　小人法　/ 110

　5.4　TRIZ的“进化桥”　/ 111

　　5.4.1　技术系统进化法则　/ 111

　　5.4.2　技术进化的S 曲线　/ 113

　　5.4.3　雷达图　/ 114

　5.5　TRIZ的“参数桥”　/ 115

　5.6　TRIZ的“结构桥”　/ 117

　　5.6.1　功能模型分析　/ 117

　　5.6.2　从功能模型到物场模型　/ 118

　　5.6.3　一般解法　/ 118

　　5.6.4　标准解法系统　/ 119

　5.7　TRIZ的“功能桥”　/ 119

　5.8　发明问题解决算法( ARIZ ) 　/ 120

　5.9　运用TRIZ解决冲孔机钢珠脱落问题　/ 121

　　5.9.1　项目背景与问题描述　/ 121

　　5.9.2　TRIZ解决问题设计的步骤　/ 121

　　5.9.3　解决方案分析与评估及其方案验证　/ 123

第6章　专利信息检索技术　/ 125

　6.1　常用专利文献检索资源简介　/ 125

　　6.1.1　主要专利局提供的专利文献数据库　/ 125

　　6.1.2　主要商业机构提供的专利文献数据库　/ 130

　6.2　检索对象与检索范围　/ 132

　　6.2.1　主要检索类型的检索对象和检索范围　/ 133

　　6.2.2　权利要求的理解　/ 134

　　6.2.3　常用检索字段介绍　/ 136

　　6.2.4　特殊领域的检索　/ 138

　6.3　案例检索及陈述意见书或权利要求书查询　/ 139

　　6.3.1　案例检索　/ 139

　　6.3.2　查询陈述意见书或权利要求书等文件　/ 143

第7章　专利撰写与实例分析　/ 147

　7.1　基础知识　/ 147

    7.1.1　可授予发明专利权的保护客体　/ 147

　　7.1.2　可授予实用新型专利权的保护客体　/ 148

　　7.1.3　可授予外观设计专利权的保护客体　/ 151

　　7.1.4　不授予专利权的客体　/ 152

　7.2　说明书的撰写　/ 155

　　7.2.1　发明或者实用新型的说明书概述　/ 155

　　7.2.2　技术领域　/ 158

　　7.2.3　背景技术　/ 158

　　7.2.4　发明或实用新型内容　/ 159

　　7.2.5　附图说明　/ 161

　　7.2.6　具体实施方式　/ 162

　　7.2.7　说明书附图　/ 163

　　7.2.8　说明书具体实例　/ 163

　　7.2.9　说明书摘要　/ 166

　7.3　权利要求书的撰写　/ 167

　　7.3.1　与权利要求有关的几个基本概念　/ 167

　　7.3.2　权利要求的类型　/ 167

　　7.3.3　权利要求的基本模式　/ 169

　　7.3.4　撰写权利要求书的主要步骤　/ 171

　　7.3.5　权利要求书的撰写　/ 172

　7.4　权利要求中语言的应用　/ 180

　　7.4.1　权利要求书中语言的基本要求　/ 180

　　7.4.2　权利要求书相关案例分析　/ 180

　7.5　权利要求书撰写的具体要求及常见缺陷　/ 183

　7.6　发明撰写时常见问题总结　/ 188

　　7.6.1　无法克服的不清楚和／或不完整问题　/ 188

　　7.6.2　实施例公开的内容不足以支持上位概括的内容　/ 194

　　7.6.3　发明专利常见问题总结　/ 194

　7.7　专利撰写实例　/ 196

　　7.7.1　一种面向宽面花架的长期升降自动浇花护理机方案设计　/ 196

　　7.7.2　一种长期可旋转自动浇水护理智能花架方案设计　/ 201

　　7.7.3　一种面向环形建筑的直线电机驱动电梯方案设计　/ 204

　　7.7.4　一种电梯轿厢围壁涂装自动下料装置方案设计　/ 208

第8章　专利审查意见与回复　/ 214

　8.1　意见陈述书的撰写　/ 214

　　8.1.1　撰写意见陈述书的总体思路　/ 214

　　8.1.2　几类主要实质性缺陷的处理及意见陈述　/ 215

　　8.1.3　意见陈述的期限、形式及注意事项　/ 225

　　8.1.4　如何撰写意见陈述书　/ 226

　8.2　对申请文件的修改　/ 227

　  8.2.1　对申请文件和权利要求书修改的要求　/ 227

　　8.2.2　对说明书及其摘要的修改　/ 228

　　8.2.3　不允许的修改　/ 229

　　8.2.4　答复审查意见通知书时的修改要求　/ 231

　　8.2.5　修改的具体形式　/ 231

　8.3　审查意见、陈述和补正实录　/ 232

参考文献　/ 248

本书详述了实用的机械创新设计的思维基础、技术基础和基本方法,以及基于TRIZ的创新设计理论,详述了专利检索、撰写和审查意见回复相关方面的内容,所选实例丰富、具有代表性,对实例内容的分析具体、透彻。本书内容的阐述深入浅出,便于自学和实践。内容主要包括:创新设计的类型、机械创新设计的思维基础、机械创新设计的技术基础、机械创新设计基本方法、基于TRIZ的创新设计、专利信息检索技术、专利撰写与实例分析、专利审查意见与回复等。本书适合从事机械设计和发明方法、创新方法的实践人员、研究人员和爱好者以及理工类高等院校师生阅读;也适合创新方法、知识产权相关专业的师生选为参考书使用。

创新性：本书详述了实用的机械创新设计的思维基础、技术基础和基本方法，以及基于TRIZ的创新设计理论，详述了专利检索、撰写和审查意见回复相关方面的内容。创新案例丰富：通过大量的创新设计实例启发读者，实例具有代表性。