发明创造名称：失重法飞灰含碳量在线检测装置故障诊断方法
外观设计名称：
决定号：188221
决定日：2019-08-26
委内编号：1F257396
优先权日：
申请（专利）号：201510491866.1
申请日：2015-08-12
复审请求人：解海龙
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：李鹏飞
合议组组长：王少伟
参审员：袁野
国际分类号：G01N5/04
外观设计分类号：
法律依据：专利法第33条、专利法第22条第3款
决定要点
：如果修改后权利要求的技术方案能够从原说明书和权利要求书记载的内容中直接地、毫无疑义地确定，则该修改没有超出原说明书和权利要求书记载的范围。
全文：
本复审请求涉及申请号为201510491866.1、名称为“失重法飞灰含碳量在线检测装置故障诊断方法”的发明专利申请（下称本申请），申请人为解海龙。本申请的申请日为2015年08月12日，公开日为2016年02月03日。
国家知识产权局专利实质审查部门以本申请权利要求1-4不具备专利法第22条第3款规定的创造性为由，于2018年05月03日驳回了本申请。
驳回决定中引用了如下对比文件：
对比文件1：CN 201508306U，公告日为2010年06月16日；
对比文件2：CN 101140292A，公开日为2008年03月12日；
对比文件3：JP特开2000-55925A，公开日为2000年02月25日。
驳回决定所针对的文本为：申请日2015年08月12日提交的权利要求第1-4项、说明书第1-3页、说明书附图第1页、说明书摘要及摘要附图。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一套失重法飞灰含碳量在线检测装置特定故障的诊断方法，其特征是：借助于特殊设计的悬臂结构以及检测装置现有的定位传感器、称重天平等和嵌入控制系统的综合判断逻辑实现故障及其隐患的准确判定。
2. 根据权利要求1所述特殊设计的悬臂结构判定悬臂与各工位发生碰撞故障的方法，其特征是将悬臂与固定在金属平台上的各工位部件绝缘，两者各引出一个导线连接至控制系统的开关量输入端口，碰撞时产生的开关量信号可判定发生碰撞故障。
3. 根据权利要求1所述借助检测装置现有的定位传感器判定执行机构卡涩故障的方法，其特征是当控制系统对某个执行机构发出位移指令后，在对应时间段内指示新位置的传感器未发出到位信号，可判定该机构发生卡涩故障。
4. 根据权利要求1所述借助检测装置现有的称重天平判定取样和排灰通道堵塞、采样量超限、坩埚损坏或丢失等故障的方法，其特征是通过对各检测过程后的称重结果与该过程重量特征的比对出现异常时，可判定该类故障发生。”
驳回决定具体指出：1、权利要求1请求保护一套失重法飞灰含碳量在线检测装置特定故障的诊断方法，其与对比文件1的区别技术特征为：该方法为故障的诊断方法，借助于特殊设计的悬臂结构以及检测装置现有的定位传感器、称重天平等和嵌入控制系统的综合判断逻辑实现故障及其隐患的准确判定。关于上述区别技术特征，对比文件2给出了通过逻辑实现故障及其隐患的判断，并且也是用于送样装置，在此基础上，结合“特殊设计的悬臂结构以及检测装置现有的定位传感器、称重天平等和嵌入控制系统的综合判断”逻辑实现故障及其隐患的判断，这只是根据影响悬臂旋转因素而设定的故障出现条件。所以，对于本领域的技术人员而言，在对比文件1的基础上结合对比文件2以及本领域的公知常识得到权利要求1的技术方案是显而易见的。因此，权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。2、权利要求2请求保护一种根据权利要求1所述特殊设计的悬臂结构判定悬臂与各工位发生碰撞故障的方法，其与对比文件1的区别技术特征进一步包括：（1）用于悬臂与各工位发生碰撞故障的方法；（2）将悬臂与固定在金属平台上的各工位部件绝缘，两者各引出一个导线连接至控制系统的开关量输入端口，碰撞时产生的开关量信号可判定发生碰撞故障。关于上述区别技术特征，对比文件3给出了在分析装置运动过程中，设置相应的电性检测元件，在部件接触时，产生相应的电信号，进而诊断其故障并采取相应措施的技术启示，并且也是用于样品自动分析装置，而“将悬臂与固定在金属平台上的各工位部件绝缘，两者各引出一个导线连接至控制系统的开关量输入端口，碰撞时产生的开关量信号可判定发生碰撞故障”，这只是碰撞时电信号检测的常规设置形式。所以，当引用的权利要求1不具备创造性时，对于本领域的技术人员而言，在对比文件1的基础上结合对比文件2-3以及本领域公知常识得到权利要求2的技术方案是显而易见的。因此，权利要求2不具备专利法第22条第3款规定的创造性。3、权利要求3请求保护一种根据权利要求1所述借助检测装置现有的定位传感器判定执行机构卡涩故障的方法，其与对比文件1的区别技术特征进一步包括：（1）该方法是应用于判定执行机构卡涩故障的方法；（2）当控制系统对某个执行机构发出位移指令后，在对应时间段内指示新位置的传感器未发出到位信号，可判定该机构发生卡涩故障。关于上述区别技术特征，对比文件2公开了在执行机构发出指令后，对应时间段内指示新位置的传感器未发出到位信号，即判断为故障，并且其也是应用于送样装置的检测，在此基础上，将对比文件2公开了的内容应用到对比文件1中判断其执行机构卡涩故障，这对于本领域技术人员而言是显而易见的。所以，当引用的权利要求1不具备创造性时，对于本领域的技术人员而言，在对比文件1的基础上结合对比文件2以及本领域的公知常识得到权利要求3的技术方案是显而易见的。因此，权利要求3不具备专利法第22条第3款规定的创造性。4、权利要求4请求保护一种根据权利要求1所述借助检测装置现有的称重天平判定取样和排灰通道堵塞、采样量超限、坩埚损坏或丢失等故障的方法，其与对比文件1的区别技术特征还包括：该方法是应用于称重天平判定取样和排灰通道堵塞、采样量超限、坩埚损坏或丢失等故障的方法，通过对各检测过程后的称重结果与该过程重量特征的比对出现异常时，可判定该类故障发生。关于上述区别技术特征，对比文件1已经公开了装置包括传送部件、加样部件、灼烧部件、称样部件、排样部件，并且称重法属于本领域常规的判定堵塞、超量、损坏的方法，那么，通过称重天平对相应工位存在的“取样和排灰通道堵塞、采样量超限、坩埚损坏或丢失等故障”进行判断，这对于本领域技术人员而言是显而易见的，而将测试量与特征量对比，属于本领域的常规技术手段。所以，当引用的权利要求1不具备创造性时，对于本领域的技术人员而言，在对比文件1的基础上结合对比文件2以及本领域的公知常识得到权利要求4的技术方案是显而易见的。因此，权利要求4不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
申请人解海龙（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年08月01日向国家知识产权局提出了复审请求，同时提交了权利要求书的全文修改替换页，主要修改涉及：1、将权利要求1的主题名称由“一套失重法飞灰含碳量在线检测装置特定故障的诊断方法”修改为“一套失重法飞灰含碳量在线检测装置故障的诊断方法”，将权利要求1记载的“借助于特殊设计的悬臂结构以及检测装置现有的定位传感器、称重天平等和嵌入控制系统的综合判断逻辑实现故障及其隐患的准确判定”修改为“构建一整套故障诊断机制，借助于特殊悬臂结构以及原有的定位传感器、称重天平等和嵌入控制系统的综合判断逻辑实现常见故障及其隐患的自动、准确判定，其中包括碰撞、卡涩、取样和排灰通道堵塞、采样量超限、坩埚损坏或丢失等”。2、将权利要求2的主题名称由“根据权利要求1所述特殊设计的悬臂结构判定悬臂与各工位发生碰撞故障的方法”修改为“根据权利要求1所述一套失重法飞灰含碳量在线检测装置故障的诊断方法”，将权利要求2记载的“其特征是将悬臂与固定在金属平台上的各工位部件绝缘，两者各引出一个导线连接至控制系统的开关量输入端口，碰撞时产生的开关量信号可判定发生碰撞故障”修改为“其特殊悬臂结构的特征是将悬臂与固定在金属平台上的各工位部件绝缘，两者各引出一个导线连接至控制系统的开关量输入端口，碰撞时由于导通所产生的开关量信号可唯一判定发生碰撞故障”。3、删除权利要求3和4。
复审请求人认为：1、对比文件1-3所述的方法均为装置正常运行的“工位定位方法”或“防撞”措施，这与“碰撞”故障后诊断是有区别的，其借助的电容、光电偶、旋转位置传感器、步进脉冲等“电性检测元件”虽然也能判断碰撞的发生，但由于其“电性检测元件”的特性，一旦失效就会发生误判，而该失效是不可避免的。本申请所述的碰撞故障其实就是在这些正常“工位定位方法”失效后发生的，正常设计工况下，是不可能发生碰撞的；而本申请所述方法是另外的、独立于常规“工位定位方法”的检测机制，并且未借助于任何“电性检测元件”可唯一判定碰撞的发生，这正是本申请区别于同类设备的“突出的实质性特点”；
2、本申请所涉及的设备实际上是一个简易机器人，采用了大量“电性元器件”，由于其失效导致发生碰撞的概率相对较高。因此，正确诊断该故障是该类设备亟待解决的问题之一，而本申请正是众多解决方案中的“最简技术方案”，所谓“绝缘”只需将原来的某个悬臂组件用绝缘材料加工即可，并未改变原设备的结构和制作成本，却为该类设备带来了“显著的进步”。本申请的技术方案具有两个特点，其一，是“最简方案”，即：利用设备的原有部件或对其稍加改动；其二，引入 “人工智能”，即：在原控制系统中加入了多年从事该设备研发、运行经验所形成的判断故障的逻辑。从而实现了该类设备常见故障的快速、准确、自动判定这一“显著的进步”。该方案是“人工智能（AI）”的典型应用，代表了当前工业领域“新的技术发展趋势”。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年08月29日依法受理了该复审请求，并将其转送至专利实质审查部门进行前置审查。
专利实质审查部门在前置审查意见书中坚持驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年04月23日向复审请求人发出复审通知书，指出：1、修改后权利要求1和2的技术方案超出了原说明书和权利要求书记载的范围，不符合专利法第33条的规定。2、假设复审请求人将权利要求1记载的“构建一整套故障诊断机制”修改为“构建一套故障诊断机制”，将“借助于特殊悬臂结构以及原有的定位传感器、称重天平等和嵌入控制系统的综合判断逻辑实现常见故障及其隐患的自动、准确判定”修改为“借助于特殊悬臂结构以及原有的定位传感器、称重天平等和嵌入控制系统的综合判断逻辑实现常见故障及其隐患的准确判定”，其仍然不具备专利法第22条第3款规定的创造性，理由如下：权利要求1请求保护一套失重法飞灰含碳量在线检测装置故障的诊断方法，其与对比文件1的区别技术特征为：权利要求1请求保护的是一套失重法飞灰含碳量在线检测装置故障的诊断方法，其构建一套故障诊断机制，借助于特殊悬臂结构以及原有的定位传感器、称重天平等和嵌入控制系统的综合判断逻辑实现常见故障及其隐患的准确判定，其中包括碰撞、卡涩、取样和排灰通道堵塞、采样量超限、坩埚损坏或丢失等。上述区别技术特征属于本领域的公知常识。所以，对于本领域的技术人员而言，在对比文件1的基础上结合本领域的公知常识得到权利要求1的技术方案是显而易见的。因此，权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。3、合议组针对复审请求人的意见陈述进行了答复。
针对上述复审通知书，复审请求人于2019年05月23日提交了意见陈述书，未对申请文件进行修改。随后，复审请求人又于2019年08月12日提交了意见陈述书以及权利要求书的全文修改替换页，具体修改涉及：将权利要求1记载的“一整套故障诊断机制”修改为“一套故障诊断机制”，将记载的“实现常见故障及其隐患的自动、准确判定”修改为“实现常见故障及其隐患的准确判定”，将权利要求2记载的“碰撞时由于导通所产生的开关量信号可唯一判定发生碰撞故障”修改为“碰撞时由于导通所产生的开关量信号可判定发生碰撞故障”；将权利要求2的附加技术特征加入权利要求1中，同时删除权利要求2。复审请求人在意见陈述书中认为，修改后的权利要求已经克服了复审通知书中指出的所有缺陷。
2019年08月12日提交的权利要求如下：
“1.一套失重法飞灰含碳量在线检测装置故障的诊断方法，其特征是构建一套故障诊断机制，借助于特殊悬臂结构以及原有的定位传感器、称重天平等和嵌入控制系统的综合判断逻辑实现常见故障及其隐患的准确判定，其中包括碰撞、卡涩、取样和排灰通道堵塞、采样量超限、坩埚损坏或丢失等；所述特殊悬臂结构的特征是将悬臂与固定在金属平台上的各工位部件绝缘，两者各引出一个导线连接至控制系统的开关量输入端口，碰撞时由于导通所产生的开关量信号可判定发生碰撞故障。”
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
1、审查文本的认定
复审请求人在2019年08月12日答复复审通知书时提交了权利要求书的全文修改替换页，本复审请求审查决定所针对的文本为：2019年08月12日提交的权利要求第1项；申请日2015年08月12日提交的说明书第1-3页、说明书附图第1页、说明书摘要及摘要附图。
2、关于专利法第33条
专利法第33条规定：申请人可以对其专利申请文件进行修改，但是，对发明和实用新型专利申请文件的修改不得超出原说明书和权利要求书记载的范围，对外观设计专利申请文件的修改不得超出原图片或者照片表示的范围。
如果修改后权利要求的技术方案能够从原说明书和权利要求书记载的内容中直接地、毫无疑义地确定，则该修改没有超出原说明书和权利要求书记载的范围。
具体到本案：
前置审查意见和复审通知书均指出：修改后的权利要求1记载有“构建一整套故障诊断机制”，实际上，原说明书和权利要求书并未对“一整套故障”作出具体的定义，所以，“一整套故障”可能包含原说明书和权利要求书并未记载的其它故障；权利要求2记载有“碰撞时由于导通所产生的开关量信号可唯一判定发生碰撞故障”，原说明书相关部分记载的内容是“一旦发生碰撞，相当于开关的两个触点闭合，控制系统将会收到一个开关量信号，从而判定碰撞发生；再从为悬臂定位的高分辨率编码器输出的角度信号中可以确定碰撞发生的位置”。由此可见，原说明书中仅记载：碰撞时产生的开关量信号可判定发生碰撞故障，本领域技术人员根据原说明书和权利要求书记载的内容，并不能判定碰撞时产生的开关量信号是唯一的判定标准。
另外，复审通知书还指出：权利要求1还记载有“借助于特殊悬臂结构以及原有的定位传感器、称重天平等和嵌入控制系统的综合判断逻辑实现常见故障及其隐患的自动、准确判定”，实际上，原说明书和权利要求书从未记载过本申请中的故障及隐患是自动判定的，本领域技术人员也不能从原说明书和权利要求书记载的内容中直接地、毫无疑义地确定本申请中所述的各种故障可以自动判定，完全不需要人工干预。因此，权利要求1和2的修改超出了原说明书和权利要求书记载的范围，不符合专利法第33条的规定。
在2019年08月12日提交的权利要求书全文修改替换页中，复审请求人已经将权利要求1记载的“一整套故障诊断机制”修改为“一套故障诊断机制”，将记载的“实现常见故障及其隐患的自动、准确判定”修改为“实现常见故障及其隐患的准确判定”，将权利要求2记载的“碰撞时由于导通所产生的开关量信号可唯一判定发生碰撞故障”修改为“碰撞时由于导通所产生的开关量信号可判定发生碰撞故障”，上述修改在原说明书中均有相关记载，本领域技术人员可以从原说明书和权利要求书记载的内容中直接地、毫无疑义地确定权利要求1的技术方案。由此可见，修改后的权利要求1符合专利法第33条的规定。
3、关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型具有实质性特点和进步。
如果权利要求请求保护的技术方案与最接近的现有技术公开的技术方案之间具有区别技术特征，该区别技术特征没有被其它对比文件公开，目前也没有证据表明该区别技术特征属于本领域的公知常识，且该区别技术特征使权利要求的技术方案产生了有益效果，则该权利要求具备创造性。
具体到本案：
权利要求1请求保护一套失重法飞灰含碳量在线检测装置故障的诊断方法。对比文件1公开了一种锅炉飞灰灼烧测碳装置，并具体公开了如下技术特征（参见说明书第[0022]-[0056]段、附图1-8）：该锅炉飞灰灼烧测碳装置包括传送部件、加样部件、灼烧部件、秤样部件、排样部件、工位平台和电气控制系统，其测碳原理也是基于锅炉飞灰灼烧前后的重量变化，显然，对比文件1公开的锅炉飞灰灼烧测碳装置为一种失重法飞灰含碳量检测装置；所述传送部件包括坩埚托板1（相当于特殊悬臂结构；参见附图1，3），坩埚托板1的一端设有与旋转位置传感器19（相当于定位传感器）适配的凸块，当该凸块位于旋转位置传感器19内的时候，坩埚托板1上的两个坩埚刚好对应在相应的工位上。所述的称样部件包括称样杆22和电子天平23（相当于称重天平）；旋转位置传感器19由电气控制单元（如PLC、计算机）（相当于嵌入式控制系统）控制。
权利要求1与对比文件1的区别技术特征为：A、权利要求1请求保护的是一套失重法飞灰含碳量在线检测装置故障的诊断方法，其构建一套故障诊断机制，借助于特殊悬臂结构以及原有的定位传感器、称重天平等和嵌入控制系统的综合判断逻辑实现常见故障及其隐患的准确判定，其中包括碰撞、卡涩、取样和排灰通道堵塞、采样量超限、坩埚损坏或丢失等；B、所述特殊悬臂结构的特征是将悬臂与固定在金属平台上的各工位部件绝缘，两者各引出一个导线连接至控制系统的开关量输入端口，碰撞时由于导通所产生的开关量信号可判定发生碰撞故障。
关于区别技术特征A，首先，对比文件1公开的锅炉飞灰灼烧测碳装置与本申请中的失重法飞灰含碳量在线检测装置具有相似的结构，基于相同的检测原理，虽然其没有公开对该装置进行故障诊断，但是，本领域技术人员公知，检测装置在使用过程中难免会出现各种各样的故障，为了使其能够持续正常运行，对其进行定期检测或保养是本领域的基本需求，所以，本领域技术人员容易想到，构建一套方法对对比文件1公开的锅炉飞灰灼烧测碳装置进行故障诊断。其次，碰撞、卡涩、取样和排灰通道堵塞、采样量超限、坩埚损坏或丢失等均是锅炉飞灰灼烧测碳装置中的常见故障，本领域技术人员容易想到使诊断方法涵盖这些常见的故障，至于借助定位传感器、通过嵌入控制系统的综合判断逻辑等对上述故障进行判断属于工控领域常见的诊断方法。
关于区别技术特征B，本领域技术人员可以确定，权利要求1实际要解决的技术问题是：如何快速、准确的判断失重法飞灰含碳量在线检测装置发生碰撞故障。
对比文件2公开了一种加样系统的防撞方法，并具体公开了如下技术特征（参见说明书第5页第4段所示）：在实现位置检测的基础上，需要根据位置信号判断加样系统是否发生碰撞。从当前位置旋转到下一位置，驱动电机9根据系统设计转动固定步数（设为m）即发送m个驱动脉冲就可到达，若从当前位置开始，驱动电机9走的步数已经大于m，而位置信号检测单元还没有检测到光耦8的电平跳变，则说明加样系统还未到达下一位置。造成这种情况的原因只能是在旋转过程中，加样系统受到了阻挡，而未能运动到位，由此判断加样系统发生碰撞。从上述记载可知，对比文件2虽然公开了一种加样系统的防撞方法，但其是通过对比驱动电机实际旋转步数与预定步数，检测光耦8的电平是否发生跳变来判断加样系统是否发生碰撞，与本申请中判定悬臂与各工位是否发生碰撞所采用的结构不同，检测原理也不同。所以，上述区别技术特征B未被对比文件2公开，本领域技术人员也不能从对比文件2中得到技术启示。
对比文件3公开了一种分析装置的安全装置，并具体公开了如下技术特征（参见说明书第[0015]-[0018]段、附图1）：设置静电容量变化检出器，将机械臂下降时，当其接触到障碍物时，静电容量变化检出器信号会发生变化，从而停止机械臂的下降，进而防止玻璃喷嘴触地发生破损。对比文件3和本申请的技术领域不同，其通过检测电容的变化判断玻璃喷嘴是否离地太近，与本申请所采用的检测结构、检测原理均不相同。由此可见，对比文件3并未公开上述区别技术特征B，本领域技术人员也不能从对比文件3中得到技术启示。
驳回决定和前置审查意见认为：对比文件3给出在分析装置运动过程中，设置相应的电性检测元件，在部件接触时，产生相应的电信号，进而诊断其碰撞故障并采取相应措施的技术启示，并且，在电信号测量领域，通常通过电容、电阻的变化来表征其电信号的变化，本申请与对比文件3从原理上均是采用了当碰撞发生时，其电信号发生变化的机制，在对比文件3公开的基础上，设置碰撞时产生开关量输入端口，这对于本领域技术人员而言是显而易见的。
合议组认为：首先，本申请涉及一种失重法飞灰含碳量在线检测装置故障诊断方法，其解决的是如何判断悬臂与各工位部件发生碰撞的技术问题，采取的手段是：将悬臂与固定在金属平台上的各工位部件绝缘，两者各引出一个导线连接至控制系统的开关量输入端口，碰撞时由于导通所产生的开关量信号可判定发生碰撞故障。而对比文件3涉及一种分析装置的安全装置，其通过检测电容的变化判断玻璃喷嘴是否离地太近，显然，对比文件3与本申请检测碰撞的结构与机理均不相同，即便本领域技术人员可以从对比文件3中得到启示，也只能在对比文件1中引入电容检测机制，然而，对比文件1所涉及的锅炉飞灰灼烧测碳装置与对比文件3中的分析装置结构完全不同，本领域技术人员难以将其改进成对比文件3中的电容检测结构。其次，自然规律及定理的公知性并不必然导致运用自然规律及定理所采用解决发明实际解决技术问题的技术手段的公知性。在本申请中，从金属平台和悬臂各引出一根导线，在二者碰撞时，产生开关量信号，通过检测该开关量信号，即可简单、快速的检测各金属平台与悬臂是否发生碰撞，其将自然规律运用到具体领域，解决了具体的技术问题，并取得了有益效果。
目前，尚没有证据证明上述区别技术特征B属于本领域的公知常识，且上述区别技术特征B可以使得本申请的技术方案能够快速、准确的检测悬臂是否与各平台发生碰撞，取得了有益效果。
所以，对于本领域的技术人员而言，在对比文件1的基础上结合对比文件2-3并不能显而易见地得到权利要求1的技术方案。因此，权利要求1具备专利法第22条第3款规定的创造性。
三、决定
撤销国家知识产权局于2018年05月03日对本申请作出的驳回决定。由国家知识产权局专利实质审查部门在本复审请求审查决定所依据的文本的基础上对本申请继续进行审查。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2款的规定，复审请求人可以自收到本复审请求审查决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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