手持式電鉆相關專利技術(shù)情況進展

張妨

（ 齊齊哈爾大學 計算機與控制工程學院, 黑龍江 齊齊哈爾 161006 ）

0 引言

手持式電鉆由于其操作簡單、便于攜帶、易用性廣，是使用頻率較高的一類電動工具。手持式電鉆主要由電驅(qū)動機構(gòu)、控制機構(gòu)及絕緣機械結(jié)構(gòu)構(gòu)成，通過控制機構(gòu)控制電驅(qū)動機構(gòu)執(zhí)行相關的操作，實現(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工具行業(yè)的一員，其發(fā)展與民眾生活關系密切，研究其相關技術(shù)進展情況十分重要[1-2]。

相較于一般意義上的科技文獻，專利文獻具有嚴格的分類標準以及審核制度，并與法律、經(jīng)濟相關，能夠更加系統(tǒng)及準確的表征技術(shù)的發(fā)展動態(tài)及市場趨勢[3]，因此本文通過專利檢索技術(shù)，統(tǒng)計專利信息，對手持式電鉆這一大類產(chǎn)品的專利申請現(xiàn)狀、技術(shù)領域及技術(shù)層級進行分析，預測其技術(shù)熱點。

本文數(shù)據(jù)來源：采用合享智慧incoPat全球?qū)＠麛?shù)據(jù)庫，基于手持式電鉆相關概念以及對應的IPC（International Patent Classification）分類號對以手持式電鉆作為主要申請領域的專利信息進行檢索，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)則對檢索結(jié)果進行統(tǒng)計分析。因受審查流程的影響，2019～2020年期間的部分數(shù)據(jù)尚未公開，但并未對本文的實質(zhì)內(nèi)容產(chǎn)生影響。

1 專利申請現(xiàn)狀

1.1 全球申請趨勢

手持式電鉆相關專利全球申請趨勢見圖1。

圖1 手持式電鉆相關專利全球申請趨勢圖

如圖1所示，在1963年之前，手持式電鉆相關專利技術(shù)處于技術(shù)萌芽期，此階段相關專利申請量較少，年均申請量不足3件（世界），相關技術(shù)主要集中在驅(qū)動電機、手柄開關、壓力按鈕等結(jié)構(gòu)設計上。1964年～1997年期間，手持式電鉆相關專利技術(shù)處于技術(shù)爬坡期，相關專利申請量整體處于上升趨勢，略有波動，年均申請量高于60件（世界）；此階段電機及其控制技術(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技術(shù)得到了穩(wěn)步發(fā)展。1998年至今，手持式電鉆相關專利技術(shù)處于技術(shù)上升期，此階段相關專利申請量急速上升，年均申請量高于200件（世界）；在此階段，中國專利制度日趨完善，注重專利申請，成為手持式電鉆相關專利申請的主要所屬國，決定著手持式電鉆相關專利的全球申請趨勢。

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

1.2 地域分布現(xiàn)狀

手持式電鉆相關專利地域申請占比分布，見圖2。

如圖2所示，對檢索截止日期之前專利申請人國別已確認的手持式電鉆相關專利，按申請人國別及專利公開國別兩項信息，基于專利申請量進行統(tǒng)計分析。其中，申請人國別是指專利申請人所屬國（即專利原創(chuàng)國），專利公開國別是指專利申請地所屬國。

圖2 手持式電鉆相關專利地域申請占比分布圖

針對申請人國別此項信息，對應的專利申請量排名前十依次為：中國、德國、日本、美國、列支敦士登、韓國、英國、澳大利亞、瑞士、法國，相應的占比分別為：43．10%、16．72%、13．65%、11．53%、2．57%、1．75%、1．37%、1．29%、1．28%、1．12%。

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

結(jié)合上述兩項信息，對申請人國別此項信息對應的專利申請量進行多邊申請（申請人在非其所屬國申請專利）占比分析，得到中國、德國、日本、美國、列支敦士登、韓國、英國、澳大利亞、瑞士、法國的多邊申請占比依次為 ：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、德國、日本、美國四國無論是作為專利原創(chuàng)國，還是專利申請地，其專利申請量均位于前列，前者表明相應國家的手持式電鉆相關技術(shù)創(chuàng)新水平較高，后者則表明相應國家是手持式電鉆技術(shù)領域的重要目標市場國。在多邊申請占比信息中，德國、美國占比依然較高，表明此二者既在手持式電鉆技術(shù)領域具有強烈的專利市場布局意識，又是手持式電鉆技術(shù)領域的主要產(chǎn)品輸出國，日本與此兩者相此，則稍顯不足。

值得注意的是，中國作為專利原創(chuàng)國時，其專利申請量在世界占比達到43．10%，但其中的多邊申請占比僅為3．25%，這表明中國在手持式電鉆技術(shù)領域的專利申請意識較高，創(chuàng)新程度較高，但是專利市場布局意識主要集中在國內(nèi)，其手持式電鉆相關產(chǎn)品主要是在國內(nèi)生產(chǎn)及銷售，在今后應加強其在海外的專利市場布局，以免其相關產(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)領域

IPC分類號是由字母、數(shù)字等字符構(gòu)成的對專利文獻按照技術(shù)領域進行分類的標識，不同的字母、數(shù)字按照部、大類、小類、大組、小組標示出不同的技術(shù)領域。手持式電鉆相關專利IPC分類占比分布，見圖3。

圖3 手持式電鉆相關專利IPC分類占比分布圖

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

如圖3中IPC分類部占比表格所示，手持式電鉆相關專利在B（作業(yè)，運輸）、H（電學）、F（機械工程，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、冶金）八個部分中均有涉及，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專利技術(shù)涉及的技術(shù)領域廣泛，主要集中在作業(yè)、運輸及電學技術(shù)領域。

如圖3中IPC分類小組詞云圖所示，手持式電鉆相關專利涉及的IPC分類號數(shù)量較多，且占比較為分散。表1簡要示出了排在前十位的IPC分類號（小組）的技術(shù)領域含義及專利占比情況，可以發(fā)現(xiàn)手持式電鉆相關專利技術(shù)主要集中在其本體結(jié)構(gòu)設計上，并且側(cè)重于電驅(qū)動機構(gòu)、機械傳動機構(gòu)相關設計。

表1 手持式電鉆相關專利部分IPC分類號（小組）含義對照表

2.2 專利技術(shù)層級

結(jié)合上述分析結(jié)果，基于語義算法，提取專利標題、摘要和權(quán)利要求中的關鍵詞，對手持式電鉆相關專利技術(shù)進行技術(shù)層級劃分，得到手持式電鉆相關專利技術(shù)層級占比分布圖，見圖4。

圖4 手持式電鉆相關專利技術(shù)層級占比分布圖

如圖4所示，手持式電鉆相關專利技術(shù)主要分為上下兩層，上層技術(shù)為：機械結(jié)構(gòu)、鉆孔控制、電源、驅(qū)動控制、附加結(jié)構(gòu)、傳動裝置技術(shù)等五類。其中，機械結(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)設計；鉆孔控制的下層技術(shù)主要為旋轉(zhuǎn)運動、鉆孔操作、自動進給、軸向移動控制技術(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)設計；驅(qū)動控制的下層技術(shù)主要為傳感器、電機轉(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)設計；傳動裝置的下層技術(shù)主要是齒輪結(jié)構(gòu)設計?？梢钥闯觯谏鲜殖质诫娿@相關專利技術(shù)中，機械結(jié)構(gòu)設計占比最大，鉆孔控制、電源技術(shù)次之，驅(qū)動控制、附加結(jié)構(gòu)、傳動裝置較為靠后，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)運動、鉆孔操作、自動進給、軸向移動、再充電、電池式、充電電路、傳感器、電機轉(zhuǎn)速、多功能、齒輪的專利申請情況?？梢钥闯?，連接件、多功能、防塵罩、電鉆夾頭技術(shù)的專利申請情況較好，在近五年發(fā)展呈現(xiàn)出較快速的增長趨勢。

圖5 2000年～2018年手持式電鉆相關專利下層技術(shù)申請趨勢圖

3 結(jié)語

1）手持式電鉆相關專利的申請量呈現(xiàn)上升趨勢，其中中國占比最大；中國、德國、日本、美國四國作為專利原創(chuàng)國及專利申請地，專利申請量均位于前四，德國、美國兩國的多邊專利申請情況優(yōu)于日本，中國的多邊專利申請情況較為不足。

2）手持式電鉆相關專利技術(shù)上層技術(shù)主要為：機械結(jié)構(gòu)、鉆孔控制、電源、驅(qū)動控制、附加結(jié)構(gòu)、傳動裝置技術(shù)五類，其中機械結(jié)構(gòu)設計占比最大；機械結(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)展趨勢較好，是近五年的研究熱點。