发明创造名称：一种可调电感装置及其无线能量传输系统和控制方法
外观设计名称：
决定号：193938
决定日：2019-10-30
委内编号：1F273396
优先权日：
申请（专利）号：201610519900.6
申请日：2016-07-05
复审请求人：湖北第二师范学院
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：李婧
合议组组长：栾爱玲
参审员：汤文
国际分类号：H01F29/10;H02J50/12;H02J50/80
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的现有技术的对比文件相比，存在多个区别技术特征，其中部分区别技术特征被其他对比文件公开，部分区别技术特征是本领域的公知常识，其余区别技术特征是本领域技术人员容易想到的，则该项权利要求请求保护的技术方案相对于上述对比文件以及本领域公知常识的结合不具有突出的实质性特点和显著的进步，不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610519900.6，名称为“一种可调电感装置及其无线能量传输系统和控制方法”的发明专利申请。申请人为湖北第二师范学院。本申请的申请日为2016年07月05日，公开日为2016年10月12日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年11月29日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。具体理由是：权利要求1请求保护一种基于可调电感装置的无线能量传输系统，对比文件2（CN103337917A，公开日为2013年10月02日）为最接近的现有技术，其公开了一种应用可调电感的无线充电系统（相当于无限能量传输系统），权利要求1与对比文件2的区别技术特征在于：无线发射装置包含逆变器，无线接收装置包含整流滤波器，控制器一二分别通过接受对应信号来调节可调电感；可调电感装置具体可调实现的结构不同。基于上述区别技术特征，本申请实际要解决的技术问题是：如何设置处理无线传输通道中信号以使其更稳定，如何实现电感可调。上述区别技术特征部分被对比文件1（CN101277084A，公开日为：2008年10月01日）公开了，部分是本领域的常规选择或惯用技术手段。因此，在对比文件2的基础上结合对比文件1和本领域的公知常识，得到权利要求1请求保护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：2018年10月17日提交的权利要求第1项、说明书第1-28段；申请日2016年07月05日提交的说明书摘要、摘要附图、说明书附图图1-2。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种基于可调电感装置的无线能量传输系统，包括一个铁芯、线圈和无线能量传输系统，其特征在于：将线圈缠绕在空心圆柱支架上，铁芯置于空心圆柱支架内部，铁芯与一台步进电机连接；所述线圈的两个自由端就是电感的两个自由端，通过利用步进电机来调节铁芯置于空心圆柱支架内部的位置，从而调节电感的电感值，可调电感装置具有电感值连续可调、动态响应快的特点；所述无线能量传输系统包括无线发射和接收装置，无线发射装置由逆变器、发射端构成；所述无线接收装置由接收端、整流滤波电路和负载构成；所述发射端或和接收端的线圈串入所述的可调电感装置，还包括控制器一、控制器二，两者均为微控制单元或者数字信号处理单元，可以相互通信，所述发射端中的可调电感装置与控制器一连接，通过电流传感器检测输入端的信号输入到控制器一；接收端中的可调电感装置与控制器二连接，通过电流电压传感器检测负载的信号输入到控制器二，所述基于可调电感装置的无线能量传输系统的步骤如下：恒定接收端频率，通过电流、电压传感器检测接收端的电流、电压，并将这些信号输入控制器二，分析接收端的接收功率，将接收端的接收功率变化趋势信息发送到控制器一；根据相关信息，通过控制器一控制发射端的步进电机来调节铁芯置于空心圆柱支架内部的位置，从而，调节发射端可调电感装置的电感值；若接收端的接收功率呈现渐增趋势，那么按照同一调节方向调节步进电机，调节发射端可调电感装置的电感值，使得接收端的接收功率趋于最大值，说明发射端和接受端参数一致或者很接近；若接收端的接收功率呈现渐减趋势，那么按反方向调节；若无线发射装置中的控制器一和无线接受装置中的控制器二无法正常通信，那么可以采用通过电流传感器检测发射端电流，送入控制器一，寻找发射 端电流峰值的最小值，该值对应发射端和接受端参数一致或者很接近的状态。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2019年02月12日向国家知识产权局提出了复审请求，并未修改申请文件。复审请求人认为：（1）对比文件2中的可调电感结构与本申请中的结构完全不同，可调电感值得方式也不同，另外也未提及使用电流、电压传感器，更未提及在控制器之间无法通信的情况下，如何操作；（2）对比文件1与本申请的应用领域完全不同，可调电感的结构也有所不同，驱动和传动机构不同，对于精度要求也不相同。因此本申请具备创造性。
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年02月20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：对比文件2，其公开了无线传输系统及其控制方法的相关内容，其中具体公开了在保持发射/接收频率不变通过调节电感直到接收功率最大值，在此基础上，本领域技术人员有动机根据需要寻找发射端电流峰值的最小值，该值对应发射端和接受端参数一致或者很接近的状态等通过调节电感以达到所需工作状态的调节，这是本领域的惯用手段。同时，为本领域所公知的是，无线通信过程中的信号通常通过电流、电压值来表征，而相应的电流、电压传感器是相应的常用测量器件，即在通信线路中设置电流、电压传感器检测接收端的电流、电压并输入对应的控制器中以检测通信过程中相应的信号参数以根据参数对可调电感进行调节，这是本领域的惯用手段。此外，可调电感通过电机驱动磁芯在线圈内部移动来调整电感的技术方案被对比文件1所公开的，相应的可调电感结构特征在对比文件1中与其在本申请中作用相同且解决了相同的技术问题，因而对比文件1给出了结合启示。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06月28日向复审请求人发出复审通知书，指出：权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性，具体理由为：权利要求1请求保护一种基于可调电感装置的无线能量传输系统，对比文件2公开了一种应用可调电感的无线充电系统（属于无线能量传输系统），权利要求1与对比文件2的区别技术特征在于：可调电感的具体调节方式和结构不同；无线发射装置包括逆变器，无线接收装置包括整流滤波电路，控制器一、二分别通过接收电流传感器和电流电压传感器的信号来调节可调电感；当控制器一和控制器二无法正常通信时采用的方法。根据上述区别技术特征可以确定，本申请实际要解决的技术问题是：如何实现无线能量传输，并实现电感的可调。上述区别技术特征部分被对比文件1公开，部分是本领域公知常识，其余是本领域技术人员容易想到的。由此可见，在对比文件2的基础上结合对比文件1和本领域的公知常识得到权利要求1的技术方案，对本领域技术人员来说是显而易见的，因此权利要求1不具有突出的实质性特点和显著的进步，不具备创造性。
针对复审请求人的意见陈述，合议组认为：（1）对比文件2中公开的技术方案是利用可调电感进行电感调节，实现了主动连续调节，可以提升无线充电系统的传输功率，这与本申请所要解决的技术问题是一致的，且都是采用了可调电感的技术手段，只是可调电感的具体结构和调节方式有所不同，但对比文件1公开了与本申请调节方式和结构类似的可调电感，本领域技术人员有动机将二者进行结合。
另外，为了线路中信号更加稳定、失真更小，通常会在整流电路中设置滤波结构来处理信号，这是本领域的常用技术手段。无线通信过程中的信号常常通过电流、电压值来表征，相应的电流、电压传感器是相应的常用测量器件，则在对比文件2公开的上述“根据功率调节电感”的相关内容基础上，本领域技术人员有动机通过在通信线路中设置电流、电压传感器检测接收端的电流、电压并输入对应的控制器中以检测通信过程中相应的信号参数并根据参数对可调电感进行调节，这是本领域常用的技术手段。另外在没有双边通信的情况下，为使接收端得到足够的功率，宜选取具有明显判别特征的最大发射功率处的频率作为系统工作的频率，而当发射端电流峰值达到最小值时，发射端固有频率接近接收端的固有频率，且此时接收端具有最大的传输效率，可以在匹配状态时发射功率最大，这是本领域的常用技术手段。
（2）对比文件1与本申请的具体技术领域确实有所差别，但是对比文件1中也是利用了可调电感，通过电感的变化进行其他控制，因此，在最接近的现有技术对比文件2的基础上，本领域技术人员有动机将二者相结合。但对比文件1利用可调电感的场合和本申请确有不同，在无线传输过程中，对于器件的尺寸和精度是有一定要求的，这是由所应用的场合决定的，当本领域技术人员将对比文件1中的可调电感应用于无线传输领域，必然会进行适应性的结构修改，例如采用更简单更小的驱动机构进行控制，对其控制精度有更高的要求等。
复审请求人于2019年08月12日提交了意见陈述书，但未修改申请文件。复审请求人认为：（1）复审通知书中指出本申请未提交使用电流、电压传感器，更未提及在控制器之间无法通信的情况，但本申请说明书中具有详细的记载。（2）虽然对比文件1作为本申请最接近的现有技术，但将对比文件2进行分割提取，破坏了对比文件2原有完整的技术方案，对比文件1与对比文件2要解决的技术问题不同，二者无法结合，即使结合起来也无法解决本申请所要解决的发射线圈和接受线圈难以完全一致，单纯通过调节相位或频率来寻找最高电能传输效率的方法难以找到发射线圈和接受线圈同时谐振的频率点，从而影响系统的电能传输效率的技术问题。因此本申请具备创造性。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
1、审查文本的认定
复审请求人在复审阶段均未提交修改文本，本决定所依据的审查文本与驳回决定中所依据的审查文本相同，即：2018年10月17日提交的权利要求第1项、说明书第1-28段；申请日2016年07月05日提交的说明书附图图1-2、说明书摘要、摘要附图。
2、具体理由的阐述
专利法第22条第3款的规定：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的现有技术的对比文件相比，存在多个区别技术特征，其中部分区别技术特征被其他对比文件公开，部分区别技术特征是本领域的公知常识，其余区别技术特征是本领域技术人员容易想到的，则该项权利要求请求保护的技术方案相对于上述对比文件以及本领域公知常识的结合不具有突出的实质性特点和显著的进步，不具备创造性。
本复审决定所依据的对比文件与复审通知书和驳回决定中所依据的对比文件相同，即：
对比文件2：CN103337917A，公开日为：2013年10月02日；
对比文件1：CN101277084A，公开日为：2008年10月01日。
其中，对比文件2为最接近的现有技术。
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请求保护一种基于可调电感装置的无线能量传输系统，对比文件2公开了一种应用可调电感的无线充电系统（属于无线能量传输系统），并具体公开了以下技术特征（参见权利要求1-7，说明书第[0003]-[0018]段；图1-2）：其包含可调电感和无线充电系统，如图1所示的可调电感包括，一个“日”字形的闭合磁芯1，磁芯1的芯柱上缠绕有励磁线圈2，一侧的铁轭上缠绕有功能线圈3，励磁线圈2连接有可使得励磁线圈2内的电流值发生变化的电源4，功能线圈3的两个自由端即为可调电感的两个自由端，这种可调电感具有动态响应快、感值连续可调的优点；结合图2，无线充电系统包括无线发射装置和无线接收装置，无线发射装置由市电输入端10、功率因数校正电路20、射频能量发生电路30、阻抗匹配电路40、发射天线50（相当于发射端）依次连接构成，其中功率因数校正电路20和射频能量发生电路30均与第一控制单元60相连；所述无线接收装置由接收磁场增强线圈70（相当于接收端）、整流电路80、阻抗匹配电路90、DC/DC变换电路100以及负载110依次连接构成，其中整流电路70和DC/DC变换电路100均与第二控制单元120相连；所述发射天线和/或接收磁场增强线圈串接有所述可调电感，第一控制单元、第二控制单元均为单片机（相当于微控制单元）或DSP（即数字信号处理单元）（由上述内容可知其可相互通信）；无线发射装置中发射天线通过阻抗匹配电路等与第一控制单元连接，接收装置中的可调电感通过整流电路等连接到第二控制单元，应用可调电感的无线充电系统的控制方法为：保持接收频率不变，调节发射天线的电感值，并同时监控无线接收装置的接收功率，如果在调节发射天线的电感值的过程中无线接收装置的接收功率为渐增趋势，则继续按照原来的调节方向来调节发射天线的电感值，否则按照相反的调节方向来调节发射天线的电感值，直到无线接收装置的接收功率达到最大值，由无线通信收发原理可知，可以直接地毫无疑义地确定，发射端和接收端参数一致或者很接近，另外，对比文件2中公开了监控无线接收装置的接收功率的变化，调整发射端的发射天线的电感值，且具有第一和第二控制单元，可以直接地毫无疑义地确定该接收功率及其变化趋势可以通过第二控制单元传输至第一控制单元。
对比可见，权利要求1与对比文件2的区别技术特征在于：可调电感的具体调节方式和结构不同；无线发射装置包括逆变器，无线接收装置包括整流滤波电路，控制器一、二分别通过接收电流传感器和电流电压传感器的信号来调节可调电感；当控制器一和控制器二无法正常通信时采用的方法。根据上述区别技术特征可以确定，本申请实际要解决的技术问题是：如何实现无线能量传输，并实现电感的可调。
对比文件1公开了一种高压电动机软起动装置，并具体公开了以下技术特征（参见说明书第3页第4段；图1-3）：其具有可调电感，如图1-3所示，包括高压电动机运行电源开关1，还包括电感器线圈2、电感器磁芯3、驱动机构4、传动机构5、固定支架6、轨道7，运行电源开关1的输入输出端都并联有所述电感器线圈2（由此可知，线圈的两个自由端就是电感的两个自由端）；驱动机构4采用电机—齿轮结构，传动机构5采用相啮合的丝杆51与丝母52，各电感器线圈2安装在固定支架6上（结合图2-3可知，磁芯3置于固定支架6的空心圆柱孔内部，线圈2在固定支架6的空心圆柱孔外部缠绕），各电感器磁芯3的尾部连为一体，丝母52固定在所述尾部，丝杆51通过轴承可转动的安装在固定支架6上，轨道7设在各电感器线圈2内，也固定在支架6上，供各电感器磁芯3沿着该轨道移动，使电感器磁芯3插入电感器线圈2中或者从电感器线圈2中退出（相当于通过电机来调节铁芯置于支架内部的位置），（参见说明书第2页第7段）即采用改变电感器磁芯在电感器线圈中的位置，来改变线圈磁场中磁介质的导磁率，而改变电感器线圈电感值（该装置相当于一种可调电感装置），这是一种渐进减退的改变，能使高压电动机可靠地平滑起动（由此可知，相应电感器的电感值连续可调，进而可使其动态响应快），不存在二次冲击。上述技术特征在对比文件1中所起的作用与其在本申请中相同，都是为了用于实现电感可调，即对比文件1给出了将电机带动磁芯运动来调节电感应用至对比文件2以解决实现电感可调的技术问题的技术启示。另外，步进电机是一种将电脉冲信号转换为角位移或线位移的开环控制电机，是现代数字程序控制系统中主要的执行元件，应用及其广泛，可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的，同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的，这是本领域的公知常识。为了可以实现可调电感中准确定位，本领域技术人员容易想到采用步进电机来实现，这也是不需要付出创造性劳动的。
同时，基于对比文件2中公开的无线充电系统，在本领域，线路中的电信号类型通常需要适配线路传送需要而需经过不同的电路处理后再传输，而在对比文件2公开的采用市电作为输入信号源的基础上，在其应用的无线通信线路中，相应的信号需要按需处理，如根据需要通过逆变器转为直流在线路中传输，以保证线路中信号稳定传输，这是本领域的常用技术手段。同时，为了线路中信号更加稳定、失真更小，通常会在整流电路中设置滤波结构来处理信号，这是本领域的常用技术手段。无线通信过程中的信号常常通过电流、电压值来表征，相应的电流、电压传感器是相应的常用测量器件，则在对比文件2公开的上述“根据功率调节电感”的相关内容基础上，本领域技术人员有动机通过在通信线路中设置电流、电压传感器检测接收端的电流、电压并输入对应的控制器中以检测通信过程中相应的信号参数并根据参数对可调电感进行调节，这是本领域常用的技术手段。另外在没有双边通信的情况下，为使接收端得到足够的功率，宜选取具有明显判别特征的最大发射功率处的频率作为系统工作的频率，而当发射端电流峰值达到最小值时，发射端固有频率接近接收端的固有频率，且此时接收端具有最大的传输效率，可以在匹配状态时发射功率最大，这是本领域的常用技术手段。
由此可见，在对比文件2的基础上结合对比文件1和本领域的公知常识得到权利要求1的技术方案，对本领域技术人员来说是显而易见的，因此权利要求1不具有突出的实质性特点和显著的进步，不具备创造性。
3、对复审请求人相关意见的评述
针对复审请求人于2019年08月12日提交的意见（具体参见案由部分），合议组认为：
（1）在复审通知书中，合议组并未指出：本申请未提交使用电流、电压传感器，更未提及在控制器之间无法通信的情况。在复审通知书中，只是指出，复审请求人认为：对比文件2中的可调电感结构与本申请中的结构完全不同，可调电感值的方式也不同，另外也未提及使用电流、电压传感器，更未提及在控制器之间无法通信的情况下，如何操作。合议组认为本申请公开了上述特征，对比文件2未公开上述特征，但是无线通信过程中的信号常常通过电流、电压值来表征，相应的电流、电压传感器是相应的常用测量器件，则在对比文件2公开的上述“根据功率调节电感”的相关内容基础上，本领域技术人员有动机通过在通信线路中设置电流、电压传感器检测接收端的电流、电压并输入对应的控制器中以检测通信过程中相应的信号参数并根据参数对可调电感进行调节，这是本领域常用的技术手段。另外在没有双边通信的情况下，为使接收端得到足够的功率，宜选取具有明显判别特征的最大发射功率处的频率作为系统工作的频率，而当发射端电流峰值达到最小值时，发射端固有频率接近接收端的固有频率，且此时接收端具有最大的传输效率，可以在匹配状态时发射功率最大，这是本领域的常用技术手段。
（2）对比文件2中公开的技术方案是利用可调电感进行电感调节，实现了主动连续调节，可以提升无线充电系统的传输功率，这与本申请所要解决的技术问题是一致的，且都是采用了可调电感的技术手段，最终都实现了发射端和接受端参数尽可能一致、提升传输效率的技术效果，且并未采用单纯调节相位或频率的技术手段。只是可调电感的具体结构和调节方式有所不同，但对比文件1公开了与本申请调节方式和结构类似的可调电感，本领域技术人员有动机将二者进行结合。对比文件1与本申请的具体技术领域确实有所差别，但是对比文件1中也是利用了可调电感，通过电感的变化进行其他控制，因此，在最接近的现有技术对比文件2的基础上，本领域技术人员有动机将二者相结合。但对比文件1利用可调电感的场合和本申请确有不同，在无线传输过程中，对于器件的尺寸和精度是有一定要求的，这是由所应用的场合决定的，当本领域技术人员将对比文件1中的可调电感应用于无线传输领域，必然会进行适应性的结构修改，例如采用更简单更小的驱动机构进行控制，对其控制精度有更高的要求等。
综上所述，合议组对于复审请求人的意见陈述不予支持。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年11月29 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。
郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如作者信息标记有误，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。
