发明创造名称：双机协同重载码垛机器人系统
外观设计名称：
决定号：189869
决定日：2019-09-11
委内编号：1F245697
优先权日：
申请（专利）号：201510893583.X
申请日：2015-12-07
复审请求人：中建材凯盛机器人（上海）有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：马晓燕
合议组组长：尚玉沛
参审员：张秉阳
国际分类号：B25J9/00(2006.01);B65G61/00(2006.01);B65G57/16(2006.01)
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果一项权利要求与最接近的对比文件之间存在区别技术特征，但该区别技术特征中的一部分是本领域的公知常识，而另一部分是在对比文件1公开的技术方案的基础上容易想到的，那么该权利要求所限定的技术方案相对于该对比文件和本领域公知常识的结合是显而易见的，不具备创造性。
全文：
本复审请求审查决定涉及申请号为201510893583.X，名称为“双机协同重载码垛机器人系统”的发明专利申请（下称“本申请”）。本申请的申请人为中建材凯盛机器人（上海）有限公司，申请日为2015年12月07日，公开日为2016年02月24日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2017年11月23日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-4不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定所依据的文本为：申请日提交的说明书第1-66段（即第1-5页）、说明书附图图1-4（即第1-4页）、说明书摘要、摘要附图；2017年07月17日提交的权利要求第1-4项。
驳回决定引用了以下对比文件：
对比文件1：CN104395009A，公开日为2015年03月04日。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种双机协同重载码垛机器人系统，其特征在于，所述的系统包括结构和尺寸相同的第一重载码垛机器人和第二重载码垛机器人，所述的第一重载码垛机器人和第二重载码垛机器人分别固定于两块互相平行且尺寸相同的底板上；
所述的重载码垛机器人包括机器人本体和抓手，所述的机器人本体包括基座和臂部组件，所述的臂部组件和基座之间设置有肩部组件，所述的臂部组件的末端与所述的抓手相连接，所述的臂部组件和抓手之间设置有腕部组件；
所述的抓手包括固定支架和设置于所述的固定支架上的吸盘，所述的吸盘呈矩阵状分布于所述的固定支架上；
所述的系统还包括一控制器，所述的控制器同时连接并控制所述的第一重载码垛机器人和第二重载码垛机器人，所述的第一重载码垛机器人和第二重载码垛机器人均为同规格的机器人，所述的第一重载码垛机器人和第二重载码垛机器人为一组协同作业的重载码垛机器人，两台重载码垛机器人的所有电缆均连接到同一控制器的串口上，由同一控制器对两台重载码垛机器人的轴进行同时操控，实现两台重载码垛机器人的相同位置轴的协同作业，实现两个重载码垛机器人的完全同步工作。
2. 根据权利要求1所述的双机协同重载码垛机器人系统，其特征在于，所述的机器人本体还包括基座安装板，所述的基座通过所述的基座安装板安装至所述的底板上。
3. 根据权利要求1所述的双机协同重载码垛机器人系统，其特征在于，所述的臂部组件包括大臂、肘部和小臂，所述的肘部连接于所述的大臂和小臂之间，所述的大臂与所述的肩部组件相连接，所述的小臂与所述的腕部组件相连接。
4. 根据权利要求3所述的双机协同重载码垛机器人系统，其特征在于，所述的重载码垛机器人还包括平衡装置，所述的平衡装置设置于所述的大臂的一侧且所述的平衡装置与所述的肩部组件相对。”
驳回决定认为，权利要求1所要求保护的技术方案与对比文件1的区别在于：两个重载码垛机器人分别固定于两块互相平行且尺寸相同的底板上；机器人电缆连接到控制器的串口上。然而该区别为本领域的常规技术手段，因此权利要求1相对于对比文件1和本领域常规技术手段的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。从属权利要求2和4的附加技术特征是本领域的常规技术手段，从属权利要求3的附加技术特征被对比文件1公开，因此从属权利要求2-4也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
申请人（下称“复审请求人”）对上述驳回决定不服，于2018年02月28日向国家知识产权局提出了复审请求，同时修改了权利要求书，将说明书中关于该双机协同重载码垛机器人系统工作循环步骤的内容加入了独立权利要求1中。复审请求人认为：（1）对比文件1中并没有涉及“工作循环”步骤；（2）ABB机器人MultiMove的连接方式为：将额外的驱动模块的一根以太网网线和一根安全信号线连接至控制模块，而本申请中，两台重载码垛机器人的所有电缆均连接到同一控制器的串口上，两者实现联动的具体方式和方法均不一样；（3）特征“所述的第一重载码垛机器人和第二重载码垛机器人分别固定于两块互相平行且尺寸相同的底板上”并非本领域的惯用技术手段；（4）权利要求4中的大小臂位形及平衡气缸位置既不能从对比文件1中得到任何技术启示，也并非是本领域的惯用技术手段。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年04月04日依法受理了该复审请求，并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中认为，（1）由于对比文件1的机器人系统在联合操作模式时与本申请工作方式相同，都是联合控制两个机器人同时动作，因此对比文件1不但从结构上公开了本申请机器人系统，而且也体现了其工作时的循环步骤。（2）串口作为常规通信模式，通过控制器串口连接两台机器人对于本领域技术人员而言是容易想到的。（3）对比文件1已经公开了机器人固定于两个相互平行的顶板，本领域技术人员可以确定其作用是为了便于平行的吸附所要搬运的工件，因此在此基础上将机器人固定在两块互相平行且尺寸相同的底板上是一种常规技术选择，且本领域技术人员能够预料其效果。（4）大小臂位形是权利要求3限定的内容，且已被对比文件1公开；平衡气缸的设置是本领域常规技术手段。因而坚持驳回决定。
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01月18日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1所要保护的技术方案与对比文件1公开的内容相比，区别技术特征在于：（1）本申请具体限定了两个重载码垛机器人分别固定于两块互相平行且尺寸相同的底板上；（2）两台重载码垛机器人的所有电缆均连接到同一控制器的串口上；（3）工作时的具体步骤。然而区别技术特征（1）和（2）均是本领域的常规技术手段，区别技术特征（3）在对比文件1公开内容的基础上容易想到。因此，权利要求1相对于对比文件1和本领域常规技术手段的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。从属权利要求2和4的附加技术特征是本领域的常规技术手段，从属权利要求3的附加技术特征被对比文件1公开，因此从属权利要求2-4也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。并针对复审请求人的意见指出：（1）从对比文件1“个体操作模式”和“联合操作模式”中均能看出，在完成一个坯件的堆垛之后，机器人会返回进行下一个坯件的堆垛操作，因此，对比文件1中公开的堆垛操作也是“工作循环”步骤。（2）无论是以太网网线连接还是通过串口连接，都是本领域的常规连接方式。（3）机器人在工作过程中必然需要一定的稳定性，将其通过底板固定是本领域的常规设置方式，而具体将底板设置为尺寸相同且相互平行也是一种常规设置。（4）由于机器人，特别是大负载机器人在作业过程中会产生的力矩，通常设置平衡气缸用来平衡该力矩，是本领域的常规构件，至于平衡气缸的具体设置位置，则与机器人的具体结构以及产生的力矩方向和大小有关，是本领域的常规技术手段。
复审请求人于2019年03月01日提交了意见陈述书，再次修改了权利要求书，将权利要求2的附加技术特征以及说明书中的特征“所述的底板通过钢化螺栓固定于地面上，并通过混泥土浇注与地面成一体，且两块所述的底板的上表面水平且相互平行，即两台所述的重载码垛机器人相对于被抓取板材的运动轨迹相互平行，且两台所述的重载码垛机器人的基座安装板安装高度相等；所述的第一重载码垛机器人和第二重载码垛机器人分别通过对应的基座安装板安装到对应的底板上面，且所述的第一重载码垛机器人和第二重载码垛机器人与所述的底板之间通过螺栓固定”补入独立权利要求1中。复审请求人认为：（1）本申请针对较重的物料，无需设置承载机器人悬挂设备；（2）本申请选用结构和尺寸相同的机器人，将两机器人通过串口连接，使用同一控制器用同一控制程序进行控制，提高了两机器人的协同性。修改后的权利要求书如下：
“1. 一种双机协同重载码垛机器人系统，其特征在于，所述的系统包括结构和尺寸相同的第一重载码垛机器人和第二重载码垛机器人，所述的第一重载码垛机器人和第二重载码垛机器人分别固定于两块互相平行且尺寸相同的底板上；
所述的重载码垛机器人包括机器人本体和抓手，所述的机器人本体包括基座和臂部组件，所述的臂部组件和基座之间设置有肩部组件，所述的臂部组件的末端与所述的抓手相连接，所述的臂部组件和抓手之间设置有腕部组件；
所述的抓手包括固定支架和设置于所述的固定支架上的吸盘，所述的吸盘呈矩阵状分布于所述的固定支架上；
所述的系统还包括一控制器，所述的控制器同时连接并控制所述的第一重载码垛机器人和第二重载码垛机器人，所述的第一重载码垛机器人和第二重载码垛机器人均为同规格的机器人，所述的第一重载码垛机器人和第二重载码垛机器人为一组协同作业的重载码垛机器人，两台重载码垛机器人的所有电缆均连接到同一控制器的串口上，由同一控制器对两台重载码垛机器人的轴进行同时操控，实现两台重载码垛机器人的相同位置轴的协同作业，从而实现两个重载码垛机器人的完全同步工作；
该双机协同重载码垛机器人系统具有以下工作循环步骤：
(1)待机：两个重载码垛机器人上电时，两重载码垛机器人的机器人本体协同运动至两者的吸盘的抓取平面与板材的运动平面水平平行，且抓手在板材下侧，并等待板材到达抓取位置，且运动过程中两个重载码垛机器人的抓手保持平行，两个重载码垛机器人的运动轨迹完全相同，且两个重载码垛机器人的机器人本体也保持平行；
(2)抓取：板材到达机器人抓手抓取位置后，通过外界光电感应信号，两个重载码垛机器人进入抓取阶段，两者的抓手同时运动到吸盘与板材接触处，所有吸盘同时进行吸取后，两个重载码垛机器人各轴联动，水平抓取板材后垂直脱离辊道，完成抓取；
(3)搬运：两个重载码垛机器人沿预设运动轨迹进行运动，将板材搬运到预设位置，且运动中两个重载码垛机器人的相同位置轴保持同步，两个重载码垛机器人的机器人本体也保持平行；
(4)码垛：两个重载码垛机器人到达指定位置后，两者的吸盘同时停止吸取，将板材释放到指定位置的承载物体上，两个重载码垛机器人同步返回到抓取位置，并进行步骤(1)。
所述的机器人本体还包括基座安装板，所述的基座通过所述的基座安装板安装至所述的底板上；
所述的底板通过钢化螺栓固定于地面上，并通过混泥土浇注与地面成一体，且两块所述的底板的上表面水平且相互平行，即两台所述的重载码垛机器人相对于被抓取板材的运动轨迹相互平行，且两台所述的重载码垛机器人的基座安装板安装高度相等；
所述的第一重载码垛机器人和第二重载码垛机器人分别通过对应的基座安装板安装到对应的底板上面，且所述的第一重载码垛机器人和第二重载码垛机器人与所述的底板之间通过螺栓固定。
2. 根据权利要求1所述的双机协同重载码垛机器人系统，其特征在于，所述的臂部组件包括大臂、肘部和小臂，所述的肘部连接于所述的大臂和小臂之间，所述的大臂与所述的肩部组件相连接，所述的小臂与所述的腕部组件相连接。
3. 根据权利要求2所述的双机协同重载码垛机器人系统，其特征在于，所述的重载码垛机器人还包括平衡装置，所述的平衡装置设置于所述的大臂的一侧且所述的平衡装置与所述的肩部组件相对。”
随后，合议组于2019年05月07日再次向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1所要保护的技术方案与对比文件1公开的内容相比，区别技术特征在于：（1）本申请具体限定了两个重载码垛机器人分别固定于两块互相平行且尺寸相同的底板上，机器人本体还包括基座安装板，基座通过基座安装板安装至底板上，以及底板、地面和机器人之间的固定方式；（2）两台重载码垛机器人的所有电缆均连接到同一控制器的串口上；（3）工作时的具体步骤。基于上述区别技术特征，可以确定本申请权利要求1实际要解决的技术问题是：如何固定机器人并实现控制连接，以及两机器人同步工作。然而区别技术特征（1）和（2）均是本领域的常规技术手段，区别技术特征（3）在对比文件1公开内容的基础上容易想到。因此，权利要求1相对于对比文件1和本领域常规技术手段的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。从属权利要求2的附加技术特征被对比文件1公开，从属权利要求3的附加技术特征是本领域的常规技术手段，因此从属权利要求2-3也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。并针对复审请求人的意见指出：（1）对比文件1也涉及一种由两台机器人协同配合进行较重板材的搬运和码垛；本申请权利要求仅限定是重载，未明确限定“重载（或较重的物料）”的具体含义，说明书中也没有其含义的具体记载。而基座固定可以选择地面固定、顶部固定或侧面固定方式，固定位置的选择仅仅是根据实际设备的布置方式进行的选择，因此本申请将机器人安装至底板是一种常规的安装方式。（2）对比文件1中的两机器人可以同时为IRB6620机器人，即公开了本申请中两个机器人的结构、尺寸和规格相同。对比文件1也是选用同一控制器进行控制。而利用通讯接口实现机器人与控制模块的通讯连接是常规技术手段。
复审请求人于2019年06月04日提交了意见陈述书，未修改申请文件，复审请求人认为：（1）重载机器人负载至少要在360kg以上，对比文件1中在对40kg的坯件搬运时即认定为较重负载，且重载机器人本身较重基本不能实现倒挂，因此，对比文件1中的机器人与本申请中的机器人完全不同；（2）本申请是由一个控制器采用多个控制程序，分别对各个机器人进行独立的控制，对比文件1中采用具备独立控制器的机器人，共同连接的控制器仅起到提供触发信号的作用，具体的执行流程由机器人内置的独立控制器进行控制。
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
审查文本的认定
复审请求人在复审阶段分别于2018年02月28日提出复审请求时、以及2019年03月01日答复复审通知书时提交了修改文件，上述修改均符合专利法第33条和专利法实施细则第61条1款的规定。本复审请求审查决定针对的文本为：申请日2015年12月07日提交的说明书第1-5页、说明书附图第1-4页、说明书摘要、摘要附图；2019年03月01日提交的权利要求第1-3项。
具体理由的阐述
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。
2.1权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求1请求保护一种双机协同重载码垛机器人系统，对比文件1公开了一种用于堆垛从坯件剪切机或压机输出的坯件的堆垛线系统及方法，并具体公开了以下内容（参见说明书第[0038]-[0051]、[0075]段，图2-3）：在转移路径的每一侧或上方，可具有两个工业机器人（即本申请中的第一重载码垛机器人和第二重载码垛机器人），在这种情况下为两个串联机器人，其中每个机器人都具有至少4个轴(图2中6个旋转轴)。每个机器人都承载适合于处理坯件100 的工具6（即本申请中的抓手），例如，公知的真空或磁式工具（即本申请中的吸盘，由图2-5还可以看出，工具6具有固定支架，吸盘固定在支架上）。如图所示，机器人可为顶部安装。可在诸如图2和3中的堆垛线系统中采用的串联机器人的示例为可购于ABB(www.abb.com)的IRB6620机器人（即公开了本申请中两个机器人的结构、尺寸和规格相同）。可具有与转移单元2上的拾取位置相关联的人工视觉单元7，其连接至机器人控制装置，以使得坯件的精确位置对控制器装置可知。图3示出了在适合于较大和/或较重坯件200的操作条件下的转移单元2和机器人，其中，两个机器人由控制装置（即本申请中的控制器）进行控制以联合工作。在这种情况下每对机器人被联合控制都同时作用于坯件200，以从转移单元2拾取坯件200并将其置于堆垛支承部3上。两个机器人协作转移每个坯件的该操作在本文中被称为“联合操作模式”。且由对比文件1图2可以清楚地看出，机器人包括基座和臂部组件，臂部组件和基座之间设置有肩部组件，臂部组件的末端与抓手相连接，臂部组件和抓手之间设置有腕部组件。
除此以外，对比文件1还公开了一种用于堆垛从坯件剪切机或压机输出的坯件的方法（参见权利要求26），包括：
提供至少两个工业机器人以及控制装置，所述控制装置用于操作所述工业机器人来拾取从生产线上输出的坯件，并将所述坯件置于至少一个堆垛上；
根据与所述坯件的尺寸、所述坯件的重量、所述坯件沿传输路径的传输速率和/或其组合相关的参数（对应于本申请中的待机步骤）；
在联合运作模式下操作所述工业机器人，其中，一组所述机器人同时动作以抓住并拾取从生产线输出的同一坯件，以将所述坯件置于堆垛上（对应于本申请中的抓取、搬运和码垛步骤）。
权利要求1所要保护的技术方案与对比文件1公开的内容相比，区别技术特征在于：（1）本申请具体限定了两个重载码垛机器人分别固定于两块互相平行且尺寸相同的底板上，机器人本体还包括基座安装板，基座通过基座安装板安装至底板上，以及底板、地面和机器人之间的固定方式；（2）两台重载码垛机器人的所有电缆均连接到同一控制器的串口上；（3）工作时的具体步骤。基于上述区别技术特征，可以确定本申请权利要求1实际要解决的技术问题是：如何固定机器人并实现控制连接，以及两机器人同步工作。
对于区别技术特征（1），首先，如对比文件1第[0021]段所公开的“操纵器可为了工业自动化应用中的使用而固定就位或可移动”，机器人在工作过程中必然需要一定的稳定性，通常为基座固定或轨道固定，众所周知的是，基座固定适用于搬运距离较近的操作，而轨道固定则适用于搬运距离较远的操作，本领域技术人员能够根据实际需要进行选择，而基座固定可以选择地面固定、顶部固定或侧面固定方式，固定位置的选择仅仅是根据实际设备的布置方式进行的选择，因此本申请选用基座安装板以使机器人的基座能够通过基座安装板安装至底板是一种常规的安装方式，而具体将底板设置为尺寸相同且相互平行也是一种常规设置，这种设置并不需要付出创造性劳动；其次，螺栓是机械领域常见的连接构件，本申请在底板与地面之间、机器人与底板之间采用螺栓连接仅仅是本领域的常规技术手段，且地面固定结构通常采用混泥土浇注方式实现；并且，对比文件1中的两个机器人要实现同时对同一坯件进行抓取、搬运、码垛等操作，在两机器人的运动轨迹和运动方式均相同的情况下，两机器人处于同一平面、两者的运动轨迹平行设置显然更有利于上述联合运作模式的实现，因此，底板的上表面水平且相互平行、两台机器人相对于被抓取板材的运动轨迹相互平行、且两台机器人的基座安装板安装高度相等，均是本领域的常规设置，也没有为本申请带来预料不到的技术效果。
对于区别技术特征（2），在对比文件1已经公开了“两个机器人由控制装置（即本申请中的控制器）进行控制以联合工作”的基础上，为了实现同一控制器对不同机器人的同步控制，必然需要将驱动机器人的驱动模块与控制模块相连以实现通讯连接，而工业上常见的通讯接口主要是串口、以太网、GPIB、USB、无线、光纤等，其中标准串口主要用于广域网，其线路简单、成本低、传输速度较慢、不适合长距离通讯，以太网主要用于局域网，其具有多点通讯、传输距离不限、高速率等优点。可见无论是以太网网线连接还是通过串口连接，都是本领域的常规连接方式，其适应范围和优劣特性均为本领域技术人员所知晓，本申请根据具体需要选择串口连接方式仅仅是一种常规选择，不需要付出创造性劳动，这种选择也不会给本申请带来预料不到的技术效果；
对于区别技术特征（3），对比文件1中的堆垛线系统也是针对多个坯件进行的抓取、搬运和码垛操作，其在完成一个坯件的堆垛后，必然要返回待机才能进行下一个坯件的堆垛，其本身必然是循环步骤。并且，对比文件1权利要求26公开了本申请中的待机、抓取、搬运和码垛的大体步骤，且公开了两机器人共同对较大和/或较重坯件同时动作以抓住并拾取，那么两机器人在作业时必然要协同运动至与板材运动平面水平平行，运动轨迹相同并保持平衡，在感应到抓取坯件位置后同时吸取等，这些步骤的细节是均是本领域的常规技术手段。
由此可见，在对比文件1的基础上结合本领域的常规技术手段，得到权利要求1的技术方案对本领域技术人员来说是显而易见的，权利要求1不具备突出的实质性特点和显著的进步，不具备创造性。
2.2权利要求2不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求2对权利要求1作了进一步的限定。对比文件1已经公开了机器人为串联机器人，而串联机器人为一种开式运动链机器人，一般由一系列连杆（即臂部组件）通过转动关节或移动关节串联形成，采用驱动器驱动各个关节的运动带动连杆相对运动。且由对比文件1图2-3能够看出，臂部组件包括大臂、肘部和小臂，肘部连接于大臂和小臂之间，大臂与肩部组件相连接，小臂与腕部组件相连接。即权利要求2的附加技术特征已被对比文件1公开，因此，在其引用的权利要求不具备创造性时，权利要求2也不具备创造性。
2.3权利要求3不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求3对权利要求2作了进一步的限定。然而，在机器人中加入平衡装置是本领域的常规技术手段，且根据平衡装置的常规设置方式，本领域技术人员根据重载码垛机器人的结构，容易想到将平衡装置设置于大臂的一侧且与肩部组件相对。因此，在其引用的权利要求不具备创造性时，权利要求3也不具备创造性。
对复审请求人相关意见的评述
复审请求人的意见如前所述，合议组认为：
（1）复审请求人认为“重载机器人负载至少要在360kg以上”，但并未给出直接证据证明，虽然在意见陈述中给出了《重载机器人控制软件》一书，但其内容是说“单台负载500kg”，而这并不能证明“负载至少要在360kg以上”的就是重载机器人。
（2）复审请求人所强调的“本申请是由一个控制器采用多个控制程序，分别对各个机器人进行独立的控制”无法从权利要求1中得出，因此也不能用来考虑权利要求1的创造性。
综上所述，复审请求人的意见不能被接受。
三、决定
维持国家知识产权局于2017年11月23日对本申请作出的驳回决定。
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决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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