发明创造名称：一种垂直同相分布磁力线对铁粉相互作用运动的设计方法
外观设计名称：
决定号：192964
决定日：2019-10-17
委内编号：1F268333
优先权日：
申请（专利）号：201610986936.5
申请日：2016-11-10
复审请求人：胡明建
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：姜颖婷
合议组组长：柯静洁
参审员：刘雪
国际分类号：G09B23/18
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果一项权利要求请求保护的技术方案与作为最接近现有技术的对比文件所公开的技术内容相比，存在某些区别技术特征，而这些区别技术特征既不能从其它现有技术中得到相应的技术启示，又不是本领域的公知常识，且其产生的效果对本领域技术人员而言是难以预料的，则对本领域技术人员而言，该权利要求相对于现有技术是非显而易见的，具有创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610986936.5，名称为“一种垂直同相分布磁力线对铁粉相互作用运动的设计方法”的发明专利申请（下称本申请），本申请的申请日为2016年11月10日，公开日为2017年02月22日，申请人为胡明建。
经实质审查，国家知识产权局实质审查部门于2018年11月27日发出驳回决定，驳回了本申请，其驳回理由为本申请的权利要求1-3不符合专利法第22条第3款有关创造性的规定。驳回决定中引用了如下2篇对比文件：
对比文件1：CN201859581U，公告日为2011年06月08日；
对比文件2：CN202894593U，公告日为2013年04月24日。
驳回决定所依据的文本为：申请日2016年11月10日提交的权利要求第1-3项、说明书摘要、摘要附图、说明书第1-5段、说明书附图1-2。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种垂直同相分布磁力线对铁粉相互作用运动的设计方法，其特征是，外面是一个透明的大圆筒组成，这个圆筒一共分成5部分组成，从上到下，第一部分是一个透明的盖子，第二部分是一个透明的铁粉在里面运动的存放盒，第三部分是运动执行单元，第四部分为智能控制系统，第五部分为底盖，第一部分透明盖的作用是盖住下面的铁粉不会被抛出来，而且能看见里面的铁粉是如何运动的，第二部分是用来存放铁粉的，存放盒的底部把铁粉和下面的磁铁隔离开，并且存放盒的底部材料是没有磁性，也不会被磁铁吸引的材料，铁粉根据下面磁场的变化进行运动的，并且是透明的，这样可以在不同角度观看铁粉的运动，第三部分这里安装了十分复杂的结构，主要能使磁铁可以顺时针旋转或逆时针旋转，上下运动，前后运动，左右运动，并且可以更换上面的磁铁，磁铁可以制成各种形状，下面的活动轴是要根据研究的需要安装多少条，就安装多少条，最少不能少于2条，这活动轴可以在下面的固定轨道上前后运动，主运动私服电机是安装在活动轴上，可以根据研究需要，安装多少个主运动私服电机，各个主运动私服电机可以在活动轴上左右运动，活动轴安装在下面的固定轨道上，固定轨道是固定死在下面的底盖上，这样就可以通过智能控制系统根据设计要求进行智能控制，让磁铁按照设定的各种各样的轨迹进行运动，就会观察到混沌运动，漩涡运动，运动的磁力线相互作用，多体相互作用，流体运动直观的表现出来，第四部分是智能控制系统，主要是设定各种参数，自动的控制上面各个电机转动的转数和转动速度，转动时间和转动方向的参数，第五部分是一个底盖把它盖上构成一个完整的整体，并且上面的固定轴是固定上面的，所以要十分结实，并且可以取下来更换上面的磁铁。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中运动单元采用如下设计，运动单元由4部分构成，第一部分是磁铁，第二部分是私服电机，第三部分是前后活动轴，第四部分是固定轨道，最上面一层是磁铁，磁铁可以做成很多种形状，这是根据设计的要求进行设计，它可以中间是空的，磁铁可以设计成任何想要的形状并且里面可以设计任何形状的空穴，这样它的磁力线分布就极为复杂，使整个系统的运动状态更加的千变万化，磁铁是同相安装在主运动私服电机的转动轴上，并且上面的磁铁可以更换，当需要什么形状的磁铁就换上什么形状的磁铁，并且根据设计要求在下面的固定轨道上安装多条活动轴，这些活动轴是由安装在活动轴和固定轨道之间的前后推动私服电机进行前后推动，活动轴上面根据设计要求可以安装多个主运动私服电机，这些主运动私服电机后面连上一条固定的轴，主运动私服电机和活动轴结合，由安装在这2者之间的左右推动私服电机让他们做左右运动，主运动私服电机后面的固定轴和下面的上下推动私服电机套在活动轴上，使主运动私服电机能做上下运动，这样磁铁就可以顺时针转动或逆时针转动，可以上下运动，前后运动，左右运动，加上上面的磁铁可以制成想要的形状，可以使上面的铁粉产生无穷无尽的运动状态，下面的固定轨道是固定死在下面的底盘上，固定轨道上面是根据设计要求安装多条活动轴，活动轴在电机的推动下在固定轨道上前后运动。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中智能控制系统采用如下设计，智能控制系统用来控制上面各个私服电机的运动，通过按键或触摸屏输入，控制上面各个电机，可以使磁铁产生顺时针转动或逆时针转动，向上或向下运动，向前或向后运动，向左或向右运动，同时可以控制电机的转动速度和工作时间，并且可以同时调节各个电机的参数，磁铁会让铁粉产生十分复杂的运动轨迹，设计出无穷无尽的运动现象，并且使多个磁铁在不同相对距离上做上面这样复杂的运动，使铁粉产生更加复杂的相互作用，会产生千姿百态的奇特现象，这样的设计对混沌学的研究，磁力线相互作用的研究，漩涡学的研究，动力学的研究，流体力学的研究，会产生不可估量的作用，让科技人员可以直观的看见它们的运动规律。”
驳回决定认为，权利要求1与对比文件1的区别在于：（1）外面是一个透明的大圆筒组成，从上到下，第一部分是一个透明的盖子，第五部分为底盖，第一部分透明盖的作用是盖住下面的铁粉不会被抛出来，而且能看见里面的铁粉是如何运动的，（2）第三部分是运动执行单元，第四部分为智能控制系统，第三部分这里安装了十分复杂的结构，主要能使磁铁可以顺时针旋转或逆时针旋转，上下运动，前后运动，左右运动，并且可以更换上面的磁铁，磁铁可以制成各种形状，下面的活动轴是要根据研究需要安装多少条，就安装多少条，最少不能少于2条，活动轴可以在下面的固定轨道上前后运动，主运动私服电机是安装在活动轴上，可以根据研究需要，安装多少个主运动私服电极，各个主运动私服电机可以在活动轴上左右运动，活动轴安装在下面的固定轨道上，固定轨道是固定死在下面的底盖上，这样就可以通过智能控制系统根据设计要求进行智能控制，让磁铁按照设定的各种各样的轨迹进行运动，就会观察到混沌运动，漩涡运动，运动磁力线的变化，多体相互作用，流体运动等被直观的表现出来，第四部分是智能控制系统，主要是设定各种参数，自动控制上面各个电机转动的转数和转动速度，转动时间和转动方向的参数，第五部分是一个底盖把它盖上构成一个完整的整体，并且上面的固定轴是固定上面的，所以要十分结实，并且可以取下来更换上面的磁铁。上述区别（1）是本领域的惯用手段，上述区别（2）部分被对比文件2公开，部分是本领域的惯用手段。因此，权利要求1相对于对比文件1、2和本领域惯用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2-3的附加技术特征或被对比文件2公开，或是本领域的常规手段，因此也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
胡明建（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年12月11日向国家知识产权局提出了复审请求，但未修改申请文件。
复审请求人认为，对比文件1只是一个手动的演示器，对比文件2只是一个焊接机，二者没有内在联系，无法将二者进行结合；对比文件2只能进行手动的三维移动，用来调节到需要的位置固定住，用来做位置固定作用，不需要时刻移动，而本申请是通过伺服电机进行驱动，磁铁根据设计的要求可以连续的运动；复审请求人同时列举了对比文件2与本申请之间的一些细节性差别，进一步说明根据对比文件1和2无法获得本申请的技术方案。
经形式审查合格，国家知识产权局于2018年12月19日依法受理了该复审请求，并将本案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坚持原驳回决定，并认为，本申请的技术构思为在透明圆筒中设置磁力线演示装置，对比文件1已经公开了一种磁力线演示装置，主要区别为：1）透明圆筒结构，2）磁铁运动执行单元和控制单元。其中区别1）为本领域惯用手段。对于区别2），驱动物体做前后，左右、上下以及旋转运动的结构在自动化领域普遍存在，且区别特征2）与对比文件2公开的运动执行单元的区别仅在于驱动的对象不同，将对比文件2公开的运动执行机构用于驱动磁铁运动，对于本领域技术人员而言是容易想到的，因此该申请的权利要求1-3不具备创造性。
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07月08日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1和对比文件1的区别在于：（1）磁力线对铁粉相互作用运动的设计方法为垂直同相分布磁力线对铁粉相互作用运动的设计方法，第三部分这里安装了十分复杂的结构，主要能使磁铁可以顺时针旋转或逆时针旋转，上下运动，前后运动，左右运动，并且可以更换上面的磁铁，下面的活动轴是要根据研究的需要安装多少条，就安装多少条，最少不能少于2条，这活动轴可以在下面的固定轨道上前后运动，主运动私服电机是安装在活动轴上，可以根据研究需要，安装多少个主运动私服电机，各个主运动私服电机可以在活动轴上左右运动，活动轴安装在下面的固定轨道上，固定轨道是固定死在下面的底盖上，这样就可以通过智能控制系统根据设计要求进行智能控制，让磁铁按照设定的各种各样的轨迹进行运动，就会观察到混沌运动，漩涡运动，运动的磁力线相互作用，多体相互作用，流体运动直观的表现出来，第四部分是智能控制系统，主要是设定各种参数，自动的控制上面各个电机转动的转数和转动速度，转动时间和转动方向的参数；（2）外面是一个透明的大圆筒组成，这个圆筒一共分成5部分组成，从上到下，第一部分是一个透明的盖子，第二部分是存放盒，第三部分是运动执行单元，第四部分为智能控制系统，第五部分为底盖，第一部分透明盖的作用是盖住下面的铁粉不会被抛出来，而且能看见里面的铁粉是如何运动的，第五部分是一个底盖把它盖上构成一个完整的整体，并且上面的固定轴是固定上面的，所以要十分结实，并且可以取下来更换上面的磁铁。上述区别是本领域技术人员基于对比文件1、2公开的内容结合本领域的公知常识容易得到的。因此，权利要求1相对于对比文件1、2和本领域的公知常识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2-3的附加技术特征或被对比文件2公开，或属于本领域的公知常识，因此也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
复审请求人于2018年04月24日提交了意见陈述书，但未修改申请文件。
复审请求人认为，本申请用于演示同相分布的多个磁铁的相互作用，通过上下前后左右的旋转和多轴运动，可控速度，可编程，可设定轨道的演示多磁铁的相互作用，观看多个磁铁在可控情况下的相互作用、各磁力线在各自由度、速度和轨迹下的表现。对比文件1只能通过手动进行演示，相当于最早的法拉第做的磁力线演示，不能自动运行、设计运动轨迹和定量分析，并未公开同时安装多个磁铁，更为公开对多磁铁的相互作用进行可控的定量分析。对比文件2公开的是焊接机，其领域与本申请完全不同，不能想到将焊接机的支架用于安装磁铁；同时对比文件2没有智能控制部分，不能随时自由的前后左右上下移动，也不能同时安装多个焊条进行焊接，其和对比文件1一样都不能做到可控地定量的可编程设定运动轨道和速度，本领域技术人员不能想到将其用于多次贴相互作用的演示。复通中引用的专利文献1-3只是公开了利用电机驱动磁铁，但并未公开将其用来演示铁粉磁力线，也不能如本申请一样多自由度运动，可编程地实现对铁粉有设定轨迹的运动以及定量研究。尽管到处都可以看到用程序控制电机的运动，但不是用了这样的技术就是一样的产品，不同的构架设计、不同的编程，根据不同的产品需求会实现不同效果，本申请的核心是可设计运动轨道的多个运动磁铁的相互作用下，控制编程铁粉的分布，直观的研究磁场变化的规律和相互作用关系，是定量研究磁力线变化的设计。因此本申请具备专利法第22条第3款规定的创造性。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，依法作出审查决定。
二、决定的理由
（一）审查文本的认定
在复审程序中，复审请求人未进行修改。因此，本复审决定以驳回决定所依据的文本，即申请日2016年11月10日提交的权利要求第1-3项、说明书摘要、摘要附图、说明书第1-5段、说明书附图1-2为基础作出。
（二）有关创造性的问题
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。
如果一项权利要求请求保护的技术方案与作为最接近现有技术的对比文件所公开的技术内容相比，存在某些区别技术特征，而这些区别技术特征既不能从其它现有技术中得到相应的技术启示，又不是本领域的公知常识，且其产生的效果对本领域技术人员而言是难以预料的，则对本领域技术人员而言，该权利要求相对于现有技术是非显而易见的，具有创造性。
具体到本案：
1.独立权利要求1要求保护一种垂直同相分布磁力线对铁粉相互作用运动的设计方法，对比文件1公开了一种投影磁力线谱演示器，并具体公开了（参见说明书第18-23段，图1-2）：投影磁力线谱演示器包括玻璃板100、铁屑300和磁铁200。磁铁200可以是条形磁铁或者蹄形磁铁，目的在于可以演示不同的磁力线谱。在上课进行演示的时候，将铁屑300散落的分布于玻璃板100上，然后将磁铁200放置于玻璃板100下，散落在玻璃板100上的铁屑300会被设置于玻璃板100下的磁铁200所产生的磁力所吸引，从而将磁铁200的磁力线通过铁屑300的位置表现出来。玻璃板100包括一块长方形玻璃板110和一块三角形玻璃板120，其中长方形玻璃板110用于演示磁力线谱，玻璃板100的外边缘设置有一圈玻璃护栏600，目的在于防止铁屑300的掉落。三角形玻璃板120上设置有与三角形玻璃板120形状相对应的三角形盒盖400，用于将存放在三角形玻璃板120上的铁屑300密封起来，防止铁屑300掉落，起到一个保护铁屑300的作用。
将对比文件1与权利要求1相比较可知，对比文件1中的利用磁铁200和铁屑300演示磁力线的方法相当于本申请中的磁力线对铁粉相互作用运动的设计方法。外边缘设有玻璃护栏600的玻璃板100相当于本申请中的一个透明的铁粉在里面运动的存放盒，玻璃板100相当于本申请中的把铁粉和下面的磁铁隔离开的存放盒的底部，并且存放盒的底部材料是没有磁性，也不会被磁铁吸引的材料，并且是透明的。铁屑300被磁铁200所产生的磁力所吸引，从而将磁铁200的磁力线通过铁屑300的位置表现出来，相当于本申请中的铁粉根据下面磁场的变化进行运动的，可以在不同角度观看铁粉的运动。磁铁200可以是条形磁铁或者蹄形磁铁，目的在于可以演示不同的磁力线谱，相当于本申请中的磁铁可以制成各种形状。
权利要求1要求保护的技术方案与对比文件1公开的内容相比，其区别在于：（1）外面是一个透明的大圆筒组成，这个圆筒一共分成5部分组成，从上到下，第一部分是一个透明的盖子，第二部分是存放盒，第五部分为底盖，第一部分透明盖的作用是盖住下面的铁粉不会被抛出来，而且能看见里面的铁粉是如何运动的，第五部分是一个底盖把它盖上构成一个完整的整体，要十分结实，并且可以取下来更换上面的磁铁。（2）磁力线对铁粉相互作用运动的设计方法为垂直同相分布磁力线对铁粉相互作用运动的设计方法，从上到下圆筒的第三部分是运动执行单元，第四部分为智能控制系统，第三部分这里安装了十分复杂的结构，主要能使磁铁可以顺时针旋转或逆时针旋转，上下运动，前后运动，左右运动，并且可以更换上面的磁铁，下面的活动轴是要根据研究的需要安装多少条，就安装多少条，最少不能少于2条，这活动轴可以在下面的固定轨道上前后运动，主运动私服电机是安装在活动轴上，可以根据研究需要，安装多少个主运动私服电机，各个主运动私服电机可以在活动轴上左右运动，活动轴安装在下面的固定轨道上，固定轨道是固定死在下面的底盖上，这样就可以通过智能控制系统根据设计要求进行智能控制，让磁铁按照设定的各种各样的轨迹进行运动，就会观察到混沌运动，漩涡运动，运动的磁力线相互作用，多体相互作用，流体运动直观的表现出来，上面的固定轴是固定在底盖上面，第四部分是智能控制系统，主要是设定各种参数，自动的控制上面各个电机转动的转数和转动速度，转动时间和转动方向的参数。
基于上述区别技术特征，权利要求1要求保护的技术方案实际解决的技术问题是：提供一种能够让磁铁进行设定运动轨道的可编程运动，从而根据铁粉分布对垂直同相分布的磁力线进行定量研究的装置。
对于上述区别技术特征（1），首先，将演示设备设计成圆筒状、箱体状等等都是本领域常见的技术手段；其次，关于透明盖子，对比文件1披露了用于存放铁屑的三角形玻璃板120上设置有与三角形玻璃板120形状相对应的三角形盒盖400，用于防止铁屑300掉落，而铁粉在与磁铁相互作用运动时同样需要防止其掉落，同时为了方便演示，本领域技术人员在此基础上很容易想到在圆筒上设置透明盖子。同时，对比文件1还公开了将磁铁设置在玻璃板100的下方，因此，本领域技术人员依据演示结构的位置关系选择将上述透明盖子、存放盒、磁铁从上到下依次设置在圆筒中，并在底部设置第五部分的底盖以形成完整的整体，相应的固定轴固定在底盖上，且十分结实，方便取下更换上面的磁铁，这是本领域的常用技术手段。
对于上述区别技术特征（2），对比文件2公开了一种自动激光焊接机，披露了通过导轨和伺服电机的组合机构对欲焊接物品进行精确定位的方案，具体地，将欲焊接物品固定在治具上，通过左右移动导轨6，前后移动导轨8，上下移动导轨9调节欲焊接物品于适当位置，然后移动激光焊接头2进行焊接，同时可通过旋转伺服电机4将欲焊接物品旋转角度进行其余面的焊接，自动激光焊接机可以四轴联动，焊接同一平面上任意一点，同时可通过旋转伺服电机转换焊接面来焊接物体空间上任意点。
合议组认为，本申请是为了实现对磁场进行定量分析而可控地控制多个磁铁的运动，研究磁力线的相互作用和铁粉的运动规律，其中在隔离板1-4的下方空间中，垂直设置了多个磁铁，且多个磁铁的上方和下方均设置成相同的磁极，从而在下方空间中形成垂直的同相分布的磁场，演示多个垂直同相的磁力线的相互作用并用铁粉直观的显示出来。而对比文件1是为了解决铁粉太细投影磁力线线谱的教学效果差的问题而采取将颗粒较大的铁屑进行演示，其中用于演示的磁铁仅为一块水平设置在玻璃板下方的磁铁，进行四次磁级改变的磁力线谱演示时，可达到节省演示时间、演示效果好、制作简单的效果。可见，对比文件1中与本申请中磁铁的设置方式不同，形成的磁场和磁力线分布方式完全不同，二者演示的内容也完全不同，这两种演示装置的结构、工作方式、二者所解决的技术问题和所起的作用完全不同，对比文件1并没有给出将其用于演示垂直同相磁力线对铁粉相互作用的启示。同时，对比文件1只是用于简单演示，并不涉及对相互作用的磁力线分布进行定量分析研究的内容，其更不存在为对相互作用的垂直同相磁力线进行定量研究和分析而进一步智能控制多个垂直设置的磁铁的前后左右上下的运动的启示。
驳回决定和前置审查意见认为，驱动物体做前后，左右、上下以及旋转运动的结构在自动化领域普遍存在，且区别特征（2）与对比文件2公开的运动执行单元的区别仅在于驱动的对象不同，将对比文件2公开的运动执行机构用于驱动磁铁运动并用于磁力线展示，对于本领域技术人员而言是容易想到的。对此，合议组认为，对比文件2涉及的是一种焊接机，其与本申请以及对比文件1属于完全不同的技术领域，并没有给出设置多个磁铁对垂直同相磁力线对铁粉相互作用进行演示的启示。且尽管对比文件2公开了一种驱动控制装置，但这种驱动控制装置是用于控制一个焊接对象的运动，其并不需要控制多个装置的运动，这与本申请中控制磁铁运动来定量研究垂直同相的多种磁力线相互作用的效果不同。即使在运动控制的结构上与本申请有所相似，但这种运动控制主要应用于机器人和数控机床等工业生产领域，对于本申请通过控制多个磁铁运动进行垂直同相磁力线作用的定量分析这一发明构思而言，在上述对比文件均未公开任何与磁铁运动控制有关的内容的基础上，本领域技术人员没有动机从领域跨度较大的对比文件2中获得定量分析研究磁力线并进一步应用到定量研究垂直同相的多种磁力线相互作用的启示。同时，多个磁铁各自运动会形成复杂的磁场相互作用，尤其是在多个磁铁的上下位置、水平位置以及其运动时的运动状态，例如旋转速度、转数等，同时发生改变时，多个磁铁的磁力线之间的相互作用对本领域技术人员而言是难以预料的，本申请通过对多个磁铁进行运动控制并利用铁粉进行垂直同相磁力线的演示，使得用户能够在演示过程中方便、清楚的获知多个磁铁位置、运动方式对垂直同相磁力线产生的作用，这种演示并可进行定量分析研究复杂磁场问题的效果并不能从简单的演示单个磁铁对铁粉的磁力线效果中容易的得到。
目前没有足够证据能够表明上下分布的空间中设置多个磁铁形成垂直同相磁力线对铁粉相互作用的演示结构并智能控制磁铁的运动以对垂直同相磁力线分布进行定量研究的内容属于本领域的公知常识。
综上，本申请权利要求1要求保护的技术方案可实现演示并定量分析多个磁铁形成垂直同相磁力线对铁粉相互作用的技术效果。由此可见，权利要求1的技术方案具有显著的技术进步。
因此，本申请权利要求1相对于对比文件1与对比文件2来说是非显而易见的，该权利要求具备突出的实质性特点和显著的进步，符合专利法第22条第3款有关创造性的规定。
2. 在权利要求1具备创造性的基础上，引用了权利要求1的从属权利要求2-3也具备专利法第22条第3款规定的创造性。
根据上述事实和理由，本案合议组依法做出以下审查决定。
三、决定
撤销国家知识产权局于2018年11月27日对本申请作出的驳回决定。由国家知识产权局原审查部门在本复审决定认定的审查文本的基础上继续进行审批程序。
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，请求人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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