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我國棉花加工機械關(guān)鍵技術(shù)的專利分析

2015-03-04 07:34:30李亞雄
新疆農(nóng)機化 2015年3期
關(guān)鍵詞:檢索

劉 洋,李亞雄,李 斌,王 濤

(新疆農(nóng)墾科學(xué)院機械裝備研究所,新疆 石河子 832000)

我國棉花加工機械關(guān)鍵技術(shù)的專利分析

劉 洋,李亞雄,李 斌,王 濤

(新疆農(nóng)墾科學(xué)院機械裝備研究所,新疆 石河子 832000)

文中針對我國棉花加工機械關(guān)鍵技術(shù),通過中國知識產(chǎn)權(quán)局專利數(shù)據(jù)庫,對喂棉機械、烘干機、清理機和軋花機進行專利檢索,對檢索出的專利進行數(shù)量分布、數(shù)量發(fā)展趨勢、發(fā)明專利情況和申請機構(gòu)構(gòu)成進行分類歸納,并進行各方面的分析和綜合評價,為棉花加工機械的研究和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供指導(dǎo),進而推動我國棉花加工技術(shù)的研究進程。

棉花加工,機械,專利分析

棉花是我國主要的經(jīng)濟作物,在國民經(jīng)濟中起著重要的作用。棉花加工是棉花生產(chǎn)全程機械化的重要環(huán)節(jié),隨著機采棉技術(shù)的不斷推廣,為了適應(yīng)機采棉加工工藝的需要,對棉花加工機械的技術(shù)水平要求不斷提高,這就要求廣大的棉花加工企業(yè)與科研機構(gòu)不斷的對棉花加工技術(shù)進行研究和創(chuàng)新[1-2]。

棉花加工涉及的機械設(shè)備較多,關(guān)鍵設(shè)備主要有喂棉機械、烘干機械、清理機械和軋花機械,這些設(shè)備的參數(shù)直接影響棉花的加工性能,在這些關(guān)鍵技術(shù)上我國廣大技術(shù)人員和科研工作者進行了大量的研究,并取得了較多的研究成果。為了對我國棉花加工技術(shù)有一個全面的了解,本文從棉花加工機械關(guān)鍵技術(shù)的專利角度進行研究,對我國棉花加工技術(shù)的現(xiàn)狀進行分析評價,提出發(fā)展意見,為企業(yè)和科研機構(gòu)的研究提供參考,對進一步提高我國棉花生產(chǎn)全程機械化水平,推動棉花加工技術(shù)升級起到指導(dǎo)作用。

1 專利數(shù)據(jù)的來源與檢索方法

數(shù)據(jù)來源于中國知識產(chǎn)權(quán)局專利數(shù)據(jù)庫,統(tǒng)計發(fā)明專利、實用新型專利和外觀設(shè)計專利。在進行專利統(tǒng)計時,主要通過IPC號,關(guān)鍵詞檢索,在線查看文獻詳細信息,找出符合要求的專利,并查看法律

狀況,將撤回和駁回的發(fā)明專利刪除。對于喂棉機械,檢索IPC號為D01B1、D01G和B65G,關(guān)鍵詞:喂花、喂棉、送棉;烘干機械,檢索IPC號為F26B,關(guān)鍵詞:棉;軋花機械,檢索IPC號為D01B1,關(guān)鍵詞:軋;清理機械,檢索IPC號為D01G,關(guān)鍵詞:清理、提凈、雜,檢索統(tǒng)計時間為2015年5月7~9日[3-5]。

2 專利信息分析

2.1 各種關(guān)鍵技術(shù)專利的分布情況

各種棉花加工機械關(guān)鍵技術(shù)專利分布情況如圖1所示。在申請的專利中,主要是發(fā)明專利和實用新型專利,只發(fā)現(xiàn)一件清理機械外觀專利。其中,喂棉機械專利70件,烘干機械專利25件,軋花機械專利128件,清理機械218件。根據(jù)專利的數(shù)量上看,我國在棉花加工機械領(lǐng)域的研究主要集中在清理和軋花環(huán)節(jié),研究較多,掌握了較多的技術(shù),同時也說明在清理和軋花環(huán)節(jié)存在的問題較為突出。

圖1 相關(guān)專利分布情況

2.2 專利申請數(shù)量發(fā)展趨勢

我國棉花加工機械的研究最早可以追溯到1986年,各關(guān)鍵技術(shù)申請的專利按年份分布如圖2所示。從時間的分布上看,2000年以前,我國棉花加工機械技術(shù)發(fā)展較為緩慢,專利申請的數(shù)量較少,2005年以來,申請的專利數(shù)量呈明顯的增長趨勢。這說明2005年以后,隨著國家對棉花加工技術(shù)的重視和資金投入的增多,機采棉技術(shù)的推廣和對棉花加工品質(zhì)要求的提高,加工技術(shù)不斷進步,我國在棉花加工機械領(lǐng)域的研究取得了較快發(fā)展,研究成果增多,同時也說明知識產(chǎn)權(quán)的保護意識在不斷增強。在清理和軋花技術(shù)上,歐美國家企業(yè)和個人在我國申請了一定數(shù)量的發(fā)明專利,且申請的時間較早,這說明歐美國家在棉花加工機械方面的研究早于我國,較早的意識到了知識產(chǎn)權(quán)保護的重要性。

圖2 按時間分布的專利申請數(shù)量

2.3 發(fā)明專利情況

發(fā)明專利的創(chuàng)新性和原創(chuàng)性程度最高,能夠代表這一技術(shù)領(lǐng)域研究的先進水平。經(jīng)統(tǒng)計,喂棉機械、烘干機械、軋花機械和清理機械的發(fā)明專利數(shù)量分別是14件、3件、36件和53件,可以看出我國申請的發(fā)明專利數(shù)量明顯少于實用新型專利的數(shù)量,在軋花和清理技術(shù)方面,申請的發(fā)明專利相對較多,其中歐美國家在我國申請的軋花和清理機械發(fā)明專利數(shù)量分別是6件和12件。圖3為去除歐美國家在我國申請的發(fā)明專利后,我國機構(gòu)和個人申請的軋花和清理機械發(fā)明專利按時間分布情況??梢钥闯鰪?011年開始,發(fā)明專利申請數(shù)量明顯增多,說明研究的技術(shù)水平提高,專利申請質(zhì)量不斷提升,發(fā)明專利申請數(shù)量與專利整體申請趨勢基本相同,均處于技術(shù)成長期,發(fā)展空間較大。

2.4 專利申請構(gòu)成

我國棉花加工機械關(guān)鍵技術(shù)專利主要是以企業(yè)、科研院所、個人和歐美國家申請為主,分別占總數(shù)的55.9%、7%、32.6%和4.5%,如圖4。從專利權(quán)人的類型分析,企業(yè)的專利申請數(shù)量最多,是技術(shù)創(chuàng)新的主體,具有較好的推廣應(yīng)用市場,高校和科研院所申請的專利較少,說明市場參與少。

圖3 按時間分布的發(fā)明專利申請數(shù)量

圖4 專利權(quán)人類型分布

2.5 我國專利權(quán)人排名

按照專利的申請數(shù)量,排名前四位的專利權(quán)人是:山東天鵝棉業(yè)機械股份有限公司,胡玉白(個人),邯鄲棉機有限公司,中華全國供銷合作總社鄭州棉麻工程技術(shù)設(shè)計研究所,專利數(shù)量見表1。可以看出,我國有一部分企業(yè)已經(jīng)走上了自主研發(fā)和創(chuàng)新的道路,特別是山東天鵝棉業(yè)機械股份有限公司,在棉花加工機械各個環(huán)節(jié)都進行了研究,研發(fā)出成套的棉花加工機械設(shè)備。

表1 排名前四的專利權(quán)人分布

2.6 專利的定性分析

在所有專利中,主要是以整機申請專利為主,軋花機械申請的部件專利較多,其它棉花加工設(shè)備對部件的專利申請較少;主要是對機械結(jié)構(gòu)進行專利保護,對加工工藝和自動控制系統(tǒng)的專利申請較少;發(fā)明專利的有效時間明顯長于實用新型專利。這說明,對棉花加工機械關(guān)鍵部件的工作機理和性能開展的研究深度不夠,對自動控制和加工工藝的研究尚處于起步階段,對于創(chuàng)新性程度較高的發(fā)明專利的保護意識較強。

喂棉機械工作原理主要是輸送帶形式,保證棉流的均勻,為了滿足機采棉棉模喂棉的要求,一些喂棉機械有開模機構(gòu)。烘干機械方面,垂直式烘干塔和塔式烘干機是普遍使用的兩種棉花烘干設(shè)備。棉花清理機械方面,主要分為籽棉清理機和皮棉清理機,籽棉清理機主要采用傾斜式刺釘滾筒結(jié)構(gòu),皮棉清理機主要采用鋸齒滾筒結(jié)構(gòu)。軋花機形式多樣,有單輥軋花、雙輥軋花、多輥軋花和鋸齒式軋花等,一些軋花機具有除塵功能。在所有專利中,山東天鵝棉業(yè)機械股份有限公司申請的專利最全面,發(fā)明專利最多,在棉花打模、棉模運輸、打包、刷麥、套包、棉花加工工藝以及控制系統(tǒng)等方面也有較多的研究,產(chǎn)品開發(fā)最全面,在我國新疆地區(qū),特別是機采棉加工領(lǐng)域已經(jīng)較大規(guī)模的投入生產(chǎn)應(yīng)用當(dāng)中。

3 討論

近些年我國棉花加工機械發(fā)展較快,加工設(shè)備的技術(shù)含量越來越高,說明依靠我們自己的技術(shù)創(chuàng)新實現(xiàn)棉花加工機械的不斷進步是可行的,但是也存在著一些急需解決的問題。針對我國目前棉花加工機械專利現(xiàn)狀,總結(jié)以下幾點意見:

(1)重視棉花加工工藝的研究。我國棉花種植受氣候條件的影響,原棉品質(zhì)與國外有差別,在加上我國棉花評級體制與國外不相同,所以我國棉花加工工藝不能簡單依靠國外技術(shù),需要在借鑒國外棉花加工工藝的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國不同地區(qū)原棉品質(zhì)特點,重視加工工藝和理論的研究,在此基礎(chǔ)上研究適合我國棉花加工要求的加工生產(chǎn)線及關(guān)鍵設(shè)備。

(2)提高自動化和智能優(yōu)化控制水平。棉花加工設(shè)備多,當(dāng)前的棉花加工工藝系統(tǒng)無法針對棉花不同含雜量、不同性狀參數(shù)做出設(shè)備的自適應(yīng)調(diào)節(jié),導(dǎo)致加工過程中棉纖維的損傷程度較大,掌握各工藝參數(shù)對不同棉花性狀的影響規(guī)律,實現(xiàn)設(shè)備加工參數(shù)的自動控制,智能優(yōu)化棉花加工生產(chǎn)線上各設(shè)備的工作參數(shù),在降低能耗的同時,提高棉花加工品質(zhì),這是我國棉花加工設(shè)備現(xiàn)階段急需突破的關(guān)鍵問題[6]。

(3)進一步提高研究創(chuàng)新能力和成果轉(zhuǎn)化。我國棉花加工機械的專利較多,很多專利技術(shù)都是為了滿足我國棉花加工工藝要求進行研究的,其中一些技術(shù)已經(jīng)達到了較高的水平,并進行了產(chǎn)業(yè)化開發(fā),取得了較好的市場應(yīng)用。但是總的看來很多專利有效期很短,說明未能在生產(chǎn)中付諸實施,未體現(xiàn)出它的應(yīng)用價值。今后應(yīng)進一步扶持具有較好基礎(chǔ)的企業(yè),加強企業(yè)和科研院所的合作,調(diào)動一切智力資源,進行產(chǎn)品研發(fā)和推廣,提高專利利用率,努力促進科技成果的轉(zhuǎn)化。

4 小結(jié)

我國棉花加工機械化水平的不斷提高對提高棉花加工生產(chǎn)率、降低成本、提高棉花加工品質(zhì)和市場競爭力具有重要的意義。我國棉花加工機械技術(shù)專利較多,部分技術(shù)領(lǐng)域的研究已經(jīng)達到了較高的水平,國家政策扶持力度較大,已經(jīng)有部分企業(yè)形成了較好的發(fā)展態(tài)勢。目前,急需進一步技術(shù)升級,提高棉花加工機械自動化、智能化控制程度,進一步提高棉花加工技術(shù)水平。

[1]劉燕.我國棉花加工發(fā)展?fàn)顩r概述[J].中國棉花加工,2010,(1):20~22.

[2]王中興.世界棉花加工機械現(xiàn)狀和市場走向分析[J].中國棉花加工,2010,(3):4~5.

[3]王慶慧,馬月虹,張佳喜等.我國棉花機械化采摘技術(shù)的專利分析及探討[J].新疆農(nóng)機化,2013,(1):25~28.

[4]劉勤,何志文,鄭硯硯等.棉花收獲機械化專利地圖研究[J].中國農(nóng)機化學(xué)報,2014,35(2):49~52.

[5]曹肆林,王序儉,沈從舉等.殘膜回收機械技術(shù)的專利分析研究[J].新疆農(nóng)機化,2009,(4):48~50.

[6]張成梁.棉花加工過程智能化關(guān)鍵技術(shù)研究[D].山東:山東大學(xué),2011.[7]張宏文,康敏等.膠棒滾筒棉花采摘頭的設(shè)計與試驗[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2011,27(2):109~113.

[8]李勇,張宏文,楊濤.棉花收獲期棉絮分離力的研究[J].石河子大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2011,29(5):633~636.

[9]閻金剛.采棉機摘錠采摘性能的試驗研究[D].石河子大學(xué),2013.

[10]全國農(nóng)業(yè)機械標準化技術(shù)委員會農(nóng)業(yè)機械化分技術(shù)委員會.NY/T 1133-2006采棉機作業(yè)質(zhì)量[S].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2006.

10.13620/j.cnki.issn1007-7782.2015.03.017

S222.4

:A

1007-7782(2015)03-0041-03

2015-05-17

國家科技支撐計劃項目(2014BAD09B02);新疆兵團“兵團英才”人才培養(yǎng)工程

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